低能耗热应力变频振动精密下料机理的研究-东篱科研大数据发现系统（DRDS）

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低能耗热应力变频振动精密下料机理的研究

项目名称：低能耗热应力变频振动精密下料机理的研究
项目类别：面上项目
批准号：50375117
申请代码：E050802
项目来源：国家自然科学基金
研究期限：2004-01-01-2006-12-31

项目负责人：赵升吨
负责人职称：教授
依托单位：西安交通大学
批准年度：2003

中文摘要：

通过本项目的研究，从理论上可建立工业常用金属棒管材料利用在表面车削浅的"V"形槽和热应力产生理想裂纹的规律和工业常用棒管料变频疲劳振动分离下料的合理频率及其变化规律；可获得具有良好工作及控制性能的利用中频电加热及循环水强制冷却的热应力产生理想裂纹的装置，特别是研制出低应力变频振动疲劳下料机，对提高我国金属棒管料下料的水平具有极其重要的价值，而且该新型下料装置产品在国内外的推广应用，必定会产生较大的社会经济效益。实现了下料的绿色制造，又可为我国的冲床制造业赶超世界先进水平奠定坚实的基础。

中文主题词：精密下料；热应力；变频振动；裂纹；应力集中

英文摘要：

precision cropping; heat stres

英文主题词： precision cropping; heat stres

结论摘要：

金属棒料的下料广泛存在于冷挤压、模锻、金属链条销、滚动轴承滚子、销子标准件和轴类件的备料工序中，并且在这些下料工序中，下料数量巨大，为此本课题提出了一种利用V型槽的应力集中效应、热应力、变频振动和疲劳裂纹扩展等原理的新的下料方法－低能耗热应力变频振动精密下料法。成功地采用迭代学习智能控制方法对预制V型槽的全自动开槽机进行控制。分析了带V型槽棒料利用热应力产生理想裂纹的可行性，研究了水流速度和绝热边界等参数对热应力的影响规律，获得了这些参数的合理取值。获得了包含V型槽几何参数在内的棒料V型槽尖端理论应力集中系数的计算公式，并在此基础上提出了裂纹起始寿命的数学表达式。基于断裂力学，建立了激振频率和裂纹长度之间的关系，论证了采用变频方式的必要性。分析了该变频振动下料机的动力学特性，计算了该下料机的固有振动频率、位移幅频特性和棒料的受力。采用LabVIEW软件平台研发了基于虚拟仪器的下料过程计算机监控系统。在自己研制的变频振动下料机上，对材质为20＃钢、45＃钢、LY8 等棒料进行了大量有针对性的下料实验。实验结果表明，这种下料方法，下料效率高、断面质量好、下料力小、材料利用率高。

成果综合统计