[发明专利]一种数控机床主轴热态特性综合性理论建模与分析方法有效
| 申请号： | 201910879305.7 | 申请日： | 2019-09-18 |
| 公开（公告）号： | CN110705147B | 公开（公告）日： | 2023-08-04 |
| 发明（设计）人： | 王建华;薛殊飞;杨聪彬;赵永胜;陈魁 | 申请（专利权）人： | 北京工业大学 |
| 主分类号： | G06F30/23 | 分类号： | G06F30/23;G06F119/08 |
| 代理公司： | 北京思海天达知识产权代理有限公司 11203 | 代理人： | 沈波 |
| 地址： | 100124 *** | 国省代码： | 北京;11 |
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| 摘要： | 本发明公开了一种数控机床主轴热态特性综合性理论建模与分析方法，为提高电主轴建模精度，利用分形理论计算结合面接触热阻，建立W‑M函数和M‑B分形模型，对粗糙表面形貌微观轮廓进行表征，分析不同分形维数与粗糙度参数对材料接触热导(TCC)的影响，讨论不同材料粗糙表面基体热阻、收缩热阻、间隙热阻及接触热阻(TCR)的变化，构建主轴多物理场耦合分析模型，利用MATLAB求解得到轴承自旋生热量，综合分析考虑接触热阻和轴承自旋生热对电主轴系统整体温升及热变形的影响，为高速电主轴热态分析理论与热平衡设计提供参考。 | ||
| 搜索关键词： | 一种 数控机床 主轴 特性 综合性 理论 建模 分析 方法 | ||
【主权项】：
1.一种数控机床主轴热态特性综合性理论建模与分析方法，其特征在于：采用分形理论对粗糙表面进行表征，建立二维和三维随机表面模型，分析不同材料接触热导和接触热阻的变化，然后建立电主轴系统生热模型，综合考虑接触热阻和轴承自旋生热对电主轴系统整体温升及热变形的影响，计算对流换热系数，利用有限元法对电主轴系统进行热-结构多物理场耦合仿真分析；具体实施步骤如下：/n步骤(1)讨论接触热阻机理，利用分形函数对粗糙表面进行表征，建立二维和三维随机粗糙表面模型；/n步骤(2)考虑不同分形维数与粗糙度参数对粗糙表面接触热导的影响，讨论不同材料接触时基体热阻、收缩热阻、间隙热阻以及接触热阻的变化；/n步骤(3)电主轴系统热态理论计算，考虑轴承自旋生热对电主轴系统的温度场影响；/n步骤(4)建立电主轴系统理论模型，添加材料属性，将模型导入有限元分析软件中，划分CFD六面体网格与添加边界条件，分别求解电主轴温度场及结构场；/n步骤(5)对电主轴系统进行多物理耦合仿真分析，对比考虑结合面接触热阻和轴承自旋与不考虑结合面接触热阻和轴承自旋理论综合作用下的仿真结果。/n
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