[发明专利]一种圆锯片及其制备方法

摘要

本发明公开一种圆锯片及其制备方法。圆锯片由圆形合金基体及其周向边缘均布焊接的金刚石锯齿刀头组成，相邻刀头之间开有水槽，基体中心开有安装孔，其特征在于安装孔与刀头之间的圆形合金基体上按区域周向均布开有大减振孔和小减振孔，所述大、小减振孔是通过动态拓扑优化设计方法对旋转圆锯片优化后获得的挖空结构，动态拓扑优化设计是将锯切石材过程中圆锯片的非线性振动信息作为边界条件，结合混合元胞自动机算法，依据优化目标，开展的圆锯片动态拓扑优化设计。该制备方法包括(1)基体材料的选择与制备；(2)刀头与基体之间过渡层的制备；(3)刀头的制备；(4)刀头与基体的焊接；(5)拓扑优化设计减振孔结构；(6)激光开孔。

主权项

一种圆锯片，由圆形合金基体及其周向边缘均布焊接的金刚石锯齿刀头组成，相邻金刚石锯齿刀头之间开有水槽，圆形合金基体中心开有安装孔，其特征在于所述安装孔与金刚石锯齿刀头之间的圆形合金基体上按区域周向均布开有大减振孔和小减振孔，所述大减振孔、小减振孔是通过动态拓扑优化设计方法对旋转圆锯片优化后获得的挖空结构，所述动态拓扑优化设计是将锯切石材过程中圆锯片的非线性振动信息作为边界条件，结合混合元胞自动机算法，依据优化目标，开展的圆锯片动态拓扑优化设计；所述圆锯片的制备方法包括以下工序：(1)合金基体材料的选择与制备；(2)金刚石锯齿刀头与合金基体之间过渡层的制备；(3)金刚石锯齿刀头的制备；(4)金刚石锯齿刀头与圆形合金基体的焊接；(5)拓扑优化设计减振孔结构；(6)圆形合金基体按优化设计的减振孔进行激光开孔；所述拓扑优化设计减振孔结构采用混合元胞自动机动态优化方法进行优化，并通过以下步骤实现：①定义优化域；②把优化域离散为元胞单元，建立元胞单元与有限元网格单元一一映射的关系，即实现优化域混合元胞自动机模型的建立；③对优化域材料进行参数化构建；④定义优化目标函数，约束条件以及收敛准则；⑤采用显示动力学程序对圆锯片切割石材过程进行非线性动力学分析，记录单元内部能量以及锯片表面的位移、速度非线性振动信息；⑥根据动态锯切模型响应数据，计算每个元胞场变量信息，根据目标函数以及约束条件，借助元胞自动机局部规则更新元胞状态，通过对材料的密度重新分布，实现单元的增加或删除；⑦最后检验迭代过程是否收敛，当满足收敛标准后，计算结束，得到最终拓扑结构；若不满足迭代过程，重复运算上述②～⑦，直至满足。