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高速精密電主軸仿真關鍵技術研究

高速精密電主軸仿真關鍵技術研究

定 價:¥35.00

作 者: 何強,李安玲 著
出版社: 華中科技大學出版社
叢編項:
標 簽: 暫缺

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ISBN: 9787568033916 出版時間: 2018-09-01 包裝: 平裝
開本: 16開 頁數(shù): 208 字數(shù):  

內容簡介

  本書系統(tǒng)地研究了電主軸的仿真分析思路、方法和技巧。通過學習本書,可極大地提高機械工程師的設計仿真效率,大限度地挖掘工程師的創(chuàng)造力。本書基于 ANSYS 有限元、MATLAB 分析和 SolidWorks 三維建模等軟件,結合電主軸三維設計及仿真分析,在 7 章篇幅里依次介紹了國內外電主軸仿真分析現(xiàn)狀,電主軸的設計思路及關于其靜態(tài)特性、動態(tài)特性、熱態(tài)特性和流體特性的仿真分析。本書介紹了 ANSYS 、 MATLAB 和 SolidWorks 等軟件在電主軸研究中的應用,重點介紹了電主軸的仿真分析方法和過程,力求緊扣操作環(huán)節(jié),語言簡潔,避免了冗長的解釋說明,使讀者能夠快速了解電主軸的仿真分析方法和步驟。在仿真分析過程中,通過適量的電主軸綜合實例操作,向讀者系統(tǒng)地展示了電主軸的 仿真分析思路、方法、過程和技巧

作者簡介

  何強,男,漢族,1976年3月30日生,工學博士學位,博士后,副教授,碩士生導師。主要研究方向:軸承潤滑、精密電主軸、機床、數(shù)據(jù)采集與分析。主持國家自然基金1項,博士后自然基金1項,河南科技攻關項目2項,河南省教育廳科學技術研究重點項目2項。主講材料力學,機械設計,機械控制工程基礎等課程,獲發(fā)明專利授權22項,發(fā)表學術論文36篇,其中SCI,EI檢索16篇,獲得2014年河南省教育廳學術技術帶頭人稱號,獲得2013年河南省優(yōu)秀博士后稱號,獲得2013年安陽市學術技術帶頭人稱號。 主持課題 1、2016年河南省高校重點科研項目《高溫高壓超臨界水腐蝕滾動軸承精密制造及可靠性評估》基金號16A460001 5萬 2、2015年度河南省重點科技攻關項目《大功率高轉速精密車削中心電主軸的研制及可靠性評估》基金號 152102210196 3、2013年度河南省教育廳科學技術研究重點項目,《高速潤滑脂測試平臺開發(fā)與研究》基金號(13A460002) 2萬 4、2013年安陽工學院校級重點實驗室,《機床關鍵功能部件重點實驗室》 30萬 5、2012國家自然科學青年基金,《高速列車軸承納米潤滑機理分析與可靠性評估》基金號(51105002) 25萬 6、2012年國家科技重大專項子課題,《ADGM系列高速精密數(shù)控車床及車削中心》基金號(2012ZX04005-021) 30萬 7、2012河南省科技重點攻關項目,《復合納米脂潤滑陶瓷球軸承可靠性研究》基金號(122102210246) 近三年發(fā)表論文 He Qiang, Li Anling, Shen Yuan. Design and application on experimental platform for high-speed bearing with grease lubrication[J] Advances in Mechanical Engineering, 2015, Vol. 7(11) 1–8 He Qiang, Li Li-Li. The Optimization Design of Lathe Motorized Spindle [J] Recent Patents on Mechanical Engineering 2015, 8, 249-259 He Qiang, Li Lili, Ren Fengzhang. Numerical Simulation and Experimental Study of the Hydrostatic Spindle with Orifice Restrictors[J]The Open Mechanical Engineering Journal, 2015, 9, 1293-1303 Zhao Dong, Weiwei Zhang, He Qiang* .Experimental Study on the High Speed Performance of Bearings[J] Recent Patents on Mechanical Engineering 2015, 8, 260-266 何強; 李安玲; 任帥陽; 李麗麗;高速電主軸數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設計[J]機床與液壓,2015,5,107-111 何強; 李向東; 李安玲; 張偉; 張勇;中凸變橢圓機床夾具設計與仿真分析[J]機床與液壓,2014,09,112-114 何強; 李安玲; 郭龍斌; 張鵬偉; 李麗麗; 張國燁;電機后置式電主軸的結構優(yōu)化[J]機械制造,2014,08,24-26 何強; 李向東;基于導師制本科生機制專業(yè)培養(yǎng)模式的實踐與思考[J]安陽工學院學報,2014.04 何 強,張國亮,李安玲,趙亞東,張 勇. 車床皮帶軸熱力學仿真分析[J].制造技術與機床.2013,08,80-82. He Qiang, Li Anling, Zhang Yong, Jun Ye, Li Xinsheng.Simulation Analysis of Thermodynamics on the Belt Spindle of the Machining Center[J].Advanced Matenals Research Vols.2013,690-693.何強,李安玲,葉軍.加工中心皮帶軸熱力學仿真分析[J].組合機床與自動化加工技術.2013,06,15-22. 發(fā)明專利 1、何強;葉軍. 高速軸承試驗機. 申請公布號 CN 102636348A 2、何強;葉軍;牛青坡;李澤強;張海鵬;王瓊;王艷. 高速軸承試驗機的加載裝置.申請公布號 CN102620935A 3、何強;葉軍;一種高速全鋼角接觸軸承用導熱潤滑脂及其制備方法.申請公布號 CN102703179A 4、何強 雙驅動串聯(lián)電機式電主軸. 申請公布號:104942635A 5、何強 電主軸的均壓氣封和針孔內伸式潤滑的裝置. 申請公布號:105057710A 6、何強 高速電主軸綜合實驗平臺與實驗方法. 申請公布號:105067234A 7、張繼祝;張靜娟;李安玲;李文清;何強.剮齒機工具主軸. 申請公布號 CN102371364A 8、張繼祝;張靜娟;李安玲;李文清; 何強.剮齒機刀具電主軸. 申請公布號 CN102328100A 9、劉宏昭;邱榮華;周訓通;原大寧; 何強.一種高速電主軸切削力模擬加載及測試裝置. 授權公告號CN102169054B 10、劉宏昭;邱榮華;周訓通;原大寧; 何強. 一種高速電主軸非接觸電磁加載裝置. 授權公告號CN102109416B 11、劉宏昭;邱榮華;周訓通;原大寧;何強.高速電主軸非接觸加載力及扭矩測試裝置及測試方法. 授權公告號CN102128697B

圖書目錄

第 1 章   緒論 1
 1.1  國內外電主軸仿真技術研究現(xiàn)狀 1
 ?。保保薄?電主軸主軸的靜態(tài)特性仿真 1
 ?。保保病?電主軸的動態(tài)特性仿真 3
  1.1.3  電主軸的熱態(tài)特性仿真 7
 ?。保保础?電主軸的流場特性仿真 13
 1.2  小結 25
第 2 章   高速電主軸結構分析 27
?。玻薄?內置電機 27
?。玻病?軸承 28
  2.2.1  軸承的選擇 29
 ?。玻玻病?軸承的配置形式 30
  2.2.3  軸承的預緊 31
 ?。玻玻础?軸承靜剛度的簡化計算 33
 2.3  主軸 34
 ?。玻常薄?主軸材料的選擇 34
  2.3.2  主軸的剛度分析 34
 ?。玻常场?主軸的熱處理 34
 ?。玻常础?電機轉子與主軸過盈量分析 35
  2.3.5  主軸的動平衡分析 37
 ?。玻常丁?主軸的臨界轉速分析 38
 2.4  潤滑系統(tǒng) 39
?。玻怠?冷卻系統(tǒng) 41
  2.5.1  電主軸的散熱分析 41
2.5.2  電主軸的螺旋冷卻水道分析 41
?。玻丁?小結 42
第 3 章   靜力學仿真分析 43
?。常薄?主軸靜力學仿真 43
  3.1.1  優(yōu)化模型的建立 43
 ?。常保病?仿真結果 44
?。常病?軸承的靜力學問題 48
  3.2.1  接觸問題與單元類型 49
 ?。常玻病?彈性接觸問題基本方程 51
 ?。常玻场?接觸問題解析解 51
  3.2.4  有限元模型建立 52
 ?。常玻怠?網(wǎng)格劃分與接觸對定義 53
 ?。常玻丁?約束邊界條件與外載荷 54
 ?。常玻贰?求解設置 57
 ?。常玻浮?計算結果及分析 57
?。常场?小結 61
第 4 章   高速電主軸主軸動力學 62
 4.1  鄧柯萊法臨界轉速估算 62
 ?。矗保薄?均勻質量軸的臨界轉速計算 63
 ?。矗保病?帶圓盤不計軸自重時軸的一階臨界轉速計算 64
 ?。矗保场?實例計算 64
?。矗病?主軸動態(tài)仿真分析 67
  4.2.1  主軸轉子-軸承系統(tǒng)運動微分方程 67
 ?。矗玻病?主軸模態(tài)分析 68
 4.3  主軸諧響應分析 68
 4.4  高速磨床電主軸主軸動力學仿真 69
 4.5 ANSYS 中的加載與求解 71
?。矗丁?試驗研究 73
 ?。矗叮薄?靜態(tài)錘擊法 73
  4.6.2  動態(tài)試驗法 74
?。矗贰?結果與分析76
?。矗浮?松拉刀電主軸主軸動力學仿真 76
 ?。矗福薄?電主軸結構 76
 ?。矗福病?電主軸主軸動態(tài)性能分析 78
4.9  小結 82
第 5 章   高速電主軸軸承動態(tài)仿真分析 83
 5.1  球軸承和非線性動力學理論基礎 83
  5.1.1  球軸承的結構特點 83
 ?。担保病?球軸承的基礎理論 86
 ?。担保场?非線性動力系統(tǒng)基本理論 88
 5.2  高速電主軸軸承非線性動力學分析 94
 ?。担玻薄?滾動軸承受力分析 95
 ?。担玻病?軸承徑向游隙變化下的系統(tǒng)動力學分析 99
?。担场?基于 LSGDYNA 的軸承動力學分析 108
 ?。担常薄SGDYNA 簡介 108
 ?。担常病SGDYNA 的方程 109
 ?。担常场SGDYNA 有限元顯式算法 110
  5.3.4  混合陶瓷球軸承動力學分析 110
?。担础?小結 124
第 6 章   高速電主軸的傳熱分析與溫度場數(shù)學模型 125
 6.1  傳熱的基本類型 125
 ?。叮保薄?熱傳導 125
 ?。叮保病?熱對流 125
 ?。叮保场?熱輻射 126
?。叮病?電主軸的傳熱機制 126
  6.2.1  高速電主軸的熱源及發(fā)熱量分析 127
 ?。叮玻病?高速電主軸的傳熱分析 130
?。叮场?溫度場計算的有限元法 134
 ?。叮常薄?傅立葉定律 134
 ?。叮常病?溫度場的數(shù)學模型及邊界條件 134
 ?。叮常场?穩(wěn)態(tài)傳熱 136
 ?。叮常础?瞬態(tài)傳熱 137
 6.4  高速電主軸的熱態(tài)仿真分析 137
 ?。叮矗薄?材料參數(shù)與邊界初始條件 137
 ?。叮矗病?主軸的熱力學分析 138
 6.5  混合陶瓷球軸承的熱分析 140
 ?。叮担薄?實體模型的建立及單元選擇 140
6.5.2  邊界條件 141
6.6  熱態(tài)特性對電主軸系統(tǒng)動力學特性的影響 143
 ?。叮叮薄?物理模型創(chuàng)建 144
  6.6.2  數(shù)值仿真結果 145
 ?。叮叮场?電主軸的試驗研究 148
  6.6.4  改善電主軸熱態(tài)特性的基本思路 151
?。叮贰?小結 152
第 7 章   流場仿真分析 153
?。罚薄?電主軸風場仿真 153
 ?。罚保薄?數(shù)值模擬模型 153
  7.1.2  電主軸的試驗研究 159
  7.1.3  仿真結果與試驗結果對比 164
?。罚病?電主軸水冷分析 166
 ?。罚玻薄?最佳冷卻系統(tǒng)的確定 167
 ?。罚玻病?熱態(tài)特性仿真分析 172
 ?。罚玻场?試驗驗證 176
 7.3  液體靜壓主軸仿真與試驗驗證 181
  7.3.1  液體靜壓主軸結構 181
 ?。罚常病?液體靜壓軸承的工作原理及結構 182
 ?。罚常场?液體靜壓軸承的數(shù)學模型 184
 ?。罚常础?液體靜壓軸承仿真分析 187
 ?。罚常怠?液體靜壓軸承試驗驗證 191
 7.4  小結 192
參考文獻 194

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