新型组合式金刚石圆锯片性能研究

提出一种切割幅面达到其直径2／3的新型组合式金刚石圆锯片基体。应用有限元分析软件ANSYS，针对直径Ф1800mm的新型组合式金刚石圆锯片，分析、计算其固有频率、变形和应力分布情况对工作性能的影响，并与普遍应用的金刚石圆锯片固有频率、振型、应力分布等进行比对分析。结果表明：组合式金刚石圆锯片最大变形0．2mm，表现在切向；最大第一主应力0.13920E＋08Pa，表现在辅助轮与切割外环接触部分及水槽处；固有频率及振型与普通金刚石圆锯片相近，能够满足加工质量要求。     

特殊结构金刚石圆锯片的瞬态动力学分析

本文建立了多孔基体与非等弧长节块相组合的特殊结构金刚石圆锯片瞬态动力学模型,通过ANSYS软件对特殊结构金刚石圆锯片的有限元模型进行瞬态载荷响应计算,得出不同切削参数对锯片关键部位瞬态应力和变形的影响。分析结果表明,进给速度对锯片应力和变形影响最大,切削速度次之,切削深度最小。特殊结构金刚石圆锯片在变形、应力方面与普通结构金刚石圆锯片相比,都得到了较大改善。此分析对实际工程应用及进一步优化锯片结构具有一定的指导意义。     

基于ANSYS Workbench金刚石圆锯片的力学分析

建立了干切金刚石圆锯片有限元分析模型,利用有限元软件ANSYS Workbench对高速旋转切削金刚石圆锯片进行应力分析。得出圆锯片在受离心力、锯切力和热载荷作用下的应力大小及分布规律。结果表明:根据第三强度理论,锯片干切时产生的应力为535 MPa,已经超出其安全许用应力,所以影响锯片寿命的最大因素是锯切热引起的热应力。离心力与锯切力共同作用时,能使径向热应力减小约3%,同时也会使切向热应力的压应力增大约0.4%。      

组合式金刚石圆锯片创新及优化设计

传统金刚石圆锯片的有效切割宽度只有其直径的30～35％。为在普通规格的金刚石圆盘锯上低成本、高效率的加工大幅面石材制品，本文基于创新设计原理和圆锯片、锯机结构与功能的分析，将圆锯片分解为切割功能模块、支撑功能模块和驱动功能模块，提出新型组合式金刚石圆锯片基体的设计方案，使圆锯片的切割幅面达到其直径的2／3。应用有限元分析软件ANSYS，在结构分析、模态分析的基础上对组合式金刚石圆锯片基体径厚比、切割功能模块尺寸进行优化设计。结果表明：结构优化后的Ф1800mm组合式金刚石圆锯片基体质量减轻3．048kg，一阶固有频率提高3．235Hz，圆锯片直径和厚度均有所降低，动态性能更加稳定，结构更加合理。     

圆锯片多点加压塑性变形振动模态的理论建模

以ABAQUS非线性有限元分析软件作为平台,结合动力学、静力学和模态分析相关理论,建立了集残余应力-振动模态分析于一体的圆锯片多点加压适张过程弹塑性仿真模型,获得了圆锯片的适张应力场、振动模态及固有频率。利用X射线应力检测仪对多点加压适张后圆锯片内部的残余应力场进行了实测,通过与仿真计算结果的对比,验证了本文仿真模型的正确性。仿真计算结果表明:多点加压适张后,圆锯片外缘生成了一定数值的切向拉应力,能够抵消切削热应力的影响;圆锯片波节圆数Nc=0、波节直径数Nd≥2的固有频率明显增加,动态稳定特性获得了改善。     

基于ANSYS的组合结构金刚石圆锯片基体离心力效应的分析

提出一种切割幅面宽度达到其直径2/3的组合结构金刚石圆锯片基体.利用有限元软件ANSYS对φ1800mm的组合结构金刚石圆锯片进行了变形和应力分析,分析总结出了组合结构金刚石圆锯片在仅受离心力、锯切力、离心力和锯切力共同作用下的变形和应力分布的特点、规律和相互影响关系.通过正交表设置不同的加工工艺参数,经过多次有限元分析计算得出组合结构金刚石圆锯片二种最优参数组合:进给速度200 cm/min、线速度30 m/s时,切割深度2～2.5 cm为好;线速度30 m/s、切削深度1 cm时,进给速度500 cm/min为好.     

龙门型石材数控复合锯切机床圆锯片的受力分析与优化

为了减小因切削区域垂向力作用使圆锯片基体产生的交变应力,改善和提高圆锯片性能,采用ANSYS有限元分析对圆锯片进行力学分析后,提出了一种圆弧型基体表面,在锯片锯齿厚度一定的情况下,较好地改善了平切圆锯片的垂向切削承受能力,圆锯片切削性能和使用寿命得到了显著的提高。实验结果表明:优化后的锯片质量只增加了200g,而切削区域垂向力产生的交变应力减小了30%以上,弯曲变形更是减少了40%以上,锯片的使用寿命和切削性能得到了较大的提高。     

金刚石圆锯片行波共振分析及优化

针对金刚石圆锯片工作时出现的共振和噪声问题,利用Workbench软件对直径600 mm空转的圆锯片进行行波共振和静力分析,研究圆锯片基体中的开孔和夹层对其行波共振的影响。结果表明:圆锯片基体上合理开孔可以规避行波共振,其中开雨滴型孔的圆锯片减振效果最好,其δ最大值为4.36%,远大于未开孔与开圆形流线型孔的0.09%和0.91%。进一步对开雨滴型孔的圆锯片的夹层进行优化,其δ值为7.58%,达到夹层前的近2倍,更不容易引起行波共振。同时,优化后的圆锯片变形和应力值变大,但远小于其许用应力值,表明其强度和刚度满足使用要求,不会造成疲劳失效。      

金刚石干切圆锯片的热应力分析

本文建立了金刚石干切圆锯片的热应力分析模型,采用有限元的方法对在圆盘基体上开空冷槽孔的金刚石干切圆锯片,以槽的宽度、槽孔方位角（槽孔与弦线之间的夹角）、槽的位置（槽孔圆心与锯片中心的距离）、槽的个数及槽的长度等结构参数为试验因素,进行热应力的计算,探讨各种结构参数对锯片结构热应力及变形的影响。分析结果表明,在相同载荷作用下,开有空冷槽孔的锯片平均温度降低约35％;切向变形比普通锯片小30％以上,径向、轴向变形大部分小35％以上。合理结构的开空冷槽孔锯片能明显降低锯片的平均温度与变形。     

非均匀热处理对圆锯片辊压适张残余应力的影响研究

热处理的不均匀性会导致圆锯片的硬度不均匀并会产生"软点",这对圆锯片的使用性能有很大的影响。辊压适张作为增加圆锯片刚度的一种有效措施,在锯片制造业被广泛采用。本文通过有限元软件ANSYS分析研究了非均匀热处理对圆锯片环形和径向辊压适张处理下的径向和切向残余应力的影响规律。结果表明:两种辊压方式下,具有软点的辊压区内径向和切向残余应力都是压应力。在圆锯片边缘附近,无软点时切向残余应力为压应力,有软点时切向残余应力为拉应力。     

耐冲击型金刚石圆锯片锯切受力的数值模拟(二)——以新型半圆形水槽锯片为例

建立耐冲击型金刚石锯片锯切受力的有限元分析模型,围绕新型半圆形水槽和传统U型水槽的2种齿形结构,以数值模拟对比研究金刚石圆锯片的锯切受力。仿真结果表明:在承受相同载荷的情况下,新型半圆形水槽锯片较传统U型水槽锯片在锯切受力时的变形、应力方面都得到了明显改善,其变形量减少11.56%,第一、第三主应力分别降低24.04%和34.19%,因而其承受大载荷和耐冲击性能良好。      

耐冲击型金刚石圆锯片锯切受力的数值模拟——以钥匙孔水槽底孔中镶铜钉的锯片为例

建立耐冲击型金刚石锯片锯切受力的有限元分析模型,围绕传统钥匙孔水槽和钥匙孔水槽的底孔中镶铜钉的2种齿形结构,以数值模拟的方式对比研究其锯切受力。仿真结果表明:在承受相同载荷的情况下,钥匙孔水槽底孔中镶铜钉锯片较传统钥匙孔水槽锯片在锯切受力时的变形、应力方面都得到了明显改善,其变形量减少6.36%,第一、第三主应力分别降低38.04%和41.36%。在钥匙孔水槽的底孔镶入铜钉的方式可以提高锯片的耐冲击性,适用于更大载荷的应用场景。      

节块延伸结构金刚石圆锯片的有限元分析

本文对节块向基体内延伸的金刚石圆锯片进行了有限元应力、变形和模态分析，并与普通锯片比较，研究了不同长度和周向分布数量的延伸节块对锯片变形、应力、模态及固有频率的影响效果。研究表明，合理结构参数的延伸节块锯片，不仅减小了锯片的应力变形，改善了其应力集中状况，提高了锯片的刚度，同时也减小了锯片发生强烈振动的几率，并使同阶模态的固有频率下降，噪声辐射效率降低，起到降噪减振的作用。     

激光切缝金刚石圆锯片的降噪机理研究

金刚石圆锯片切割石材过程中产生很大噪声。本文用CAD软件设计了不同细缝形状的锯片基体 ,用有限元软件ANSYS分析了锯片基体的模态 ,并结合噪声测试试验分析了激光切缝金刚石圆锯片的降噪机理。     

金刚石有序排列锯片制备及切割性能研究

介绍了金刚石有序排列在锯片中的应用和实现锯片中金刚石有序排列的方法。采用两种常规锯片和一种有序排列锯片切割钢筋混凝土,通过实验可知:同等条件(同胎体、同金刚石品级和浓度)下,有序排列金刚石锯片较常规锯片切割速度提高23.6%,使用寿命提高31.5%;不仅如此,有序排列锯片与同胎体、金刚石浓度高5%的常规锯片相比切割速度仍能提高18.8%,寿命提高21.9%;金刚石有序排列锯片在节省金刚石用量、减少锯片成本的基础上,仍能提高锯片的效率和寿命,体现了有序排列金刚石锯片的优越性。     

阻尼夹层消音金刚石圆锯片的锯切噪声特性

在切割过程中，金刚石圆锯片会产生剧烈的切割噪声，对周围环境产生相当大的污染，危及人们的身体健康。本文阐述了一般金刚石圆锯片切割噪声特性及阻尼夹层消音金刚石圆锯片阻尼降噪效果。研究表明：普通金刚石锯片的最强噪声峰出现在危害听损最严重的(NIPTS)4000Hz附近的3785．12Hz，声压级为101．29dB，切割噪声总声压级为106．58dB；阻尼夹层消音金刚石锯片噪声总声压级为86．69dB，比普通金刚石锯片总声压级降低19．89dB，降噪效果最好。普通金刚石锯片的噪声声压在30Pa以上，大于痛阔声压极限(20Pa)，噪声衰减时间大约为15～20s；而阻尼夹层消音金刚石锯片的声压在4Pa以下，噪声率减时间仅为Is。噪声阻尼增大500—3000倍。     

Al-Ce合金粉对金刚石锯片性能影响研究

本试验以热压烧结金刚石锯片胎体材料为研究对象,对比研究了添加不同比例的Al-Ce合金粉对锯片性能的影响。结果表明:添加1%~1.5%的Al-Ce合金粉时,金刚石复合材料的硬度得到显著提高,孔隙率大大减少,金刚石锯片的切割速度提高20%以上,寿命提高25%以上。本次试验为提高金刚石锯片的性价比提供了简单可行的参考依据。