砂带磨削接触压强模型分析与实验*

王亚杰, 黄 云

(1.郑州航空工业管理学院 航空工程学院, 郑州 450046)(2.重庆大学 机械与运载工程学院, 重庆 400044)

砂带磨削去除材料是个十分复杂的过程，磨削压力是影响材料去除效率的重要因素。在航空发动机叶片的砂带磨削加工中，把控制磨削压力作为精准去除材料的主要手段。但是，橡胶接触轮由金属材质的轮毂和高弹性材料的橡胶圈组成，橡胶接触轮与叶片之间的接触压强分布不均，从而使接触区域的材料去除效率不均匀。

为了获取接触区域压强分布的规律，ZHANG等[1-2]将接触轮与工件之间的接触近似为 Signorini 接触模型，利用该模型进行了有限元仿真分析，并建立了基于支持向量机(support vector machine,SVM)智能算法的接触压强计算模型；又采用基于神经网络的磨削接触力模型，对压力进行分析和预测。为了得到曲面工件磨削的接触压强分布，张雷等[3-4]将圆柱形接触轮与工件接触视为赫兹接触，开展了其表面去除模型的研究，尽管各向同性弹性体之间的接触符合赫兹定律三准则，但并未考虑接触轮的轮毂对接触压强分布的影响。王亚杰[5]开展了压力、接触轮对接触压强分布影响规律的研究与实验，却未总结出压力、接触轮等因素对接触宽度和最大接触压强的影响规律。SUN等[6-7]将赫兹接触理论引入到表面开槽接触轮与工件的接触中，其有限元仿真分析以及实验测量结果表明赫兹理论计算的理论值误差较大，不适用于开槽接触轮接触时的情况。刘斐等[8]针对弹性力学平面问题，采用复变函数解法求解了接触区域的压强分布规律。……