梁形零件等效建模方法及实验研究
随着资源节约型、环境友好型社会的发展，再制造技术受到广泛关注。目前的再制造主要针对零件的表面修复。而针对变形零件的自动校正的研究较少。已有的校正理论的研究主要集中在少数几种具有规则截面的零件，这种方法不具有通用性。为此，本文针对梁形弯曲变形零件，通过等效建模，将复杂化的弯曲变形零件截面参数简单化，将多样化的校直模型统一化，为实现零件的自动化校正提供了理论参考。 本研究提出了对称梁形零件的等效建模方法，以工型截面梁为研究对象，建立工型截面梁的等效矩形截面梁；分别建立工型截面梁及其等效梁的校正理论模型，得到各自的校正反弯曲率方程；进一步得到校正反弯行程，对比在相同初始弯曲程度下，工型梁及其等效梁的校正参数，验证该等效建模方法的可行性；最后，通过有限元仿真及实验进一步对等效建模方法进行验证。针对非对称梁形零件，以 U型截面梁为研究对象，提出矩形度概念；基于矩形度，对U型截面梁进行等效建模，得到U型截面梁的等效矩形截面梁；基于矩形度，分别建立不同截面矩形度下的U型截面梁及其等效梁的校正模型，得到各自的校正反弯曲率方程，并进一步得到校正反弯行程；对比在相同初始弯曲程度下 U型截面梁及其等效梁的校正参数，验证非对称梁形零件等效建模方法的可行性；最后通过有限元仿真和实验对非对称梁形零件的等效建模方法进行验证。提出变截面梁形零件的等效建模方法，以开槽变截面梁为研究对象，建立开槽变截面梁的等效矩形变截面梁；建立等效梁的载荷-挠度、载荷-残余挠度理论模型，并运用有限差分进行求解；分别对开槽变截面梁及其等效梁进行有限元仿真，通过对比等效梁有限差分法与有限元法的载荷-挠度以及载荷-残余挠度曲线，对建立的理论模型进行验证；通过对比有限元仿真中开槽变截面梁及其等效梁相同下压行程下的残余挠度，验证变截面梁形零件等效建模方法的可行性；最后通过实验对仿真结果进行验证。给出实验装置的结构设计方案；进行数据采集系统设计，对下压载荷及零件的弯曲程度进行实时监控；制作实验装置，分别对工型梁及其等效梁、U型梁及其等效梁、变截面梁及其等效梁进行三点压弯实验，验证等效建模方法的可行性。
梁形零件;弯曲校正;等效建模;计算机技术
中国矿业大学
硕士
机械电子工程
戴国洪;周自强
2017
中文
TH164;TH162
98
2018-11-15（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）