开槽圆锯片振动特性及其降噪研究

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圆锯片是一种圆盘薄型切割工具,具有低成本、高效率的特点而广泛应用于各种材料加工。但其面积大、刚性差,受激振动极易辐射较大的噪声。大量实践证明:在圆锯片基体上开槽以及槽内填充阻尼材料对抑制振动与噪声辐射有较好的效果。通过分析开槽以及槽内填充阻尼材料对圆锯片振动影响及其降噪机理,为相关领域及圆锯片生产企业提供指导性建议。论文主要工作有以下几个方面:   (1)利用有限元分析软件ANSYS对金刚石圆锯片进行了模态分析,研究了圆锯片固有模态随所开径向、周向槽的长度、数目、位置、宽度等变化的特征。利用ANSYS对开槽圆锯片进行谐响应分析,提出利用整体强度因子判定振动强度,解释开槽圆锯片减振降噪机理。以整体强度因子作为优化目标,各种槽参数为设计变量对开槽圆锯片进行优化设计。   (2)从圆锯片产生横向再生颤振的机理出发,建立了圆锯片横向再生颤振模型,利用伽辽金法并结合有限元模态分析数据,得出以各阶振型分量为变量的延迟微分方程组,求解出圆锯片横向再生颤振响应,通过求解出的振型分量相图判定再生颤振稳定性。   (3)构建圆锯片离散模型,求出开槽对离散模型刚度矩阵的影响规律,以及写出开槽填充阻尼材料的阻尼矩阵,对开槽填充阻尼材料圆锯片进行谐响应分析,研究其减振降噪特性。   (4)对实用圆锯片进行实验分析,分别对未开槽、开槽、开槽填充阻尼材料圆锯片在空转和负载的振动噪声进行测量分析。
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