Математическое моделирование износа зерен скалыванием с использованием марковских случайных процессов
Аннотация
поверхности абразивного инструмента в результате их радиального износа скалыванием в процессе шлифования. В модели учитывается смещение всех вершин к периферии на величину износа круга за один оборот. Все разновидности изнашивания поверхности абразивного инструмента объединены в три вида: механическое истирание вершины зерна, скалывание вершины, вырывание зерна из связки. Допускается, что за время
контакта на одной вершине можно реализовать все три вида изнашивания. Вид изнашивания определяется по максимальной величине радиального износа за рассматриваемый цикл. Принимается, что каждое зерно за рассматриваемый период взаимодействия подвергается только одному виду изнашивания, а вероятности этих событий составляют полную группу. Существенной новизной проекта является представление процесса изнашивания вершин абразивных зерен при единичном акте взаимодействия, как марковского процесса с дискретным временем состоянием, а процесса формирования рабочей поверхности абразивного инструмента, как суперпозицию таких марковских процессов. В представленной модели переходные вероятности рассчитаны по экспериментально полученному закону распределения износа вершин зерен при скалывании. Изложена методика и результаты экспериментального исследования изнашивания зерен скалыванием при шлифовании. Определен радиальный износ вершин зерен при микроцарапании отдельными зернами и глубина резания, при которой происходит скалывание. Доказано, что распределение износа с наибольшей вероятностью подчиняется закону Вейбулла. Установлены функциональные зависимости параметров закона распределения от глубины скалывания. Модель может быть использована для изучения изменения рельефа рабочей поверхности при шлифовании абразивными инструментами различной зернистости и вида материала
Ключевые слова
Полный текст:
PDFЛитература
Maslov E.N. Teoriya shlifovaniya metallov [Theory of Grinding Metal]. Moscow, Mashinostroenie Publ., 1974. 320 p.
Lur'e G.B. Shlifovanie metallov [Grinding of Metals]. Moscow, Mashinostroenie Publ., 1969. 172 p.
Loladze T.P., Bokuchava G.V. Iznos almazov i almaznykh krugov [Wear of Diamond and Diamond Wheels]. Moscow, Mashinostroenie Publ., 1967. 111 p.
Bigerelle M., Najjar D., Iost A. Multiscale Functional Analysis of Wear a Fractal Models of the Grinding Process. Wear, 2005, vol. 258, no. 1–4, pp. 232–239.
Chen X., Allanson D.R., Rowe W.B. Life Cycle Model of the Grinding Process. Computers in Industry, 1998, vol. 36, no. 1–2, pp. 5–11.
Doman D.A., Warkentin A., Bauer R. A Survey of Recent Grinding Wheel Topography Models. International Journal of Machine Tools & Manufacture, 2006, vol. 46, iss. 3/4, pp. 343–352.
Hegeman J.B.J.W. Fundamentals of Grinding: Surface Conditions of Ground Materials, PhD thesis. University of Groningen, Netherlands, 2000. 149 p.
Hou Z.B., Komanduri R. On the mechanics of the grinding process. Part I. Stochastic nature of the grinding process. International Journal of Machine Tools & Manufacture, 2003, vol. 43, iss. 15, pp. 1579–1593.
Koshy P., Jain V.K., Lal G.K., Stochastic Simulation Approach to Modelling Diamond Wheel Topography. International Journal of Machine Tools & Manufacture, 1997, vol. 37, iss. 6, pp. 751–761.
Nadolny K., Plichta J., Bałasz B. Application of Computer Modeling and Simulation for Designing of Grinding Wheels with Zone-Diversified Structure. Management and Production Engineering Review 01, 2010, vol. 1, no. 4, pp. 38–45.
Nguyen T.A., Butler D.L. Simulation of Precision Grinding Process. Part 1: Generation of the Grinding Wheel Surface. International Journal of Machine Tools & Manufacture, 2005, vol. 45, no. 11, pp. 1321–1328.
Nguyen T.A., Butler D.L. Simulation of Surface Grinding Process. Part 2: Interaction of the Abrasive Grain with the Workpiece. International Journal of Machine Tools & Manufacture, 2005, vol. 45, no. 11, pp. 1329–1336.
Merchant M.E. An Interpretive Review of 20th Century Machining and Grinding Research. United States of America, 2003. 146 p.
Salisbury, E.J., Domala K.V., Moon K.S., Miller M.H., Sutherland J.W. A Three-Dimensional Model for the Surface Texture in Surface Grinding. Part 1: Surface Generation Model. Journal of Manufacturing Science and Engineering, 2001, vol. 123, pp. 576–581.
Shangping L., Jie L., Li L., Shousheng C., Wengui S., Huiqin P. Study of the Ground Workpiece Surface Topography in High-Speed Precision Grinding Using a Scanning Tunneling Microscopy. Journal of Materials Processing Technology, 2003, vol. 139, iss. 1–3, pp. 263–266.
Torrance A.A. Modelling Abrasive Wear. Wear, 2005, vol. 258, no. 1–4, pp. 281–293.
Torrance A.A., Badger J.A. The Relation Between the Traverse Dressing of Vitrified Grinding Wheels and Their Performance. International Journal of Machine Tools & Manufacture, 2000, vol. 40, pp. 1787–1811.
Zhang Y., Luo Y., Wang J.F., Li Z. Research on the Fractal of Surface Topography of Grinding. International Journal of Machine Tools & Manufacture, 2001, vol. 41, no. 13–14, pp. 2045–2049.
Belkin E.A. [Stochastic Model of the Abrasion]. Spravochnik. Inzhenernyy zhurnal, 2004, no. 3, pp. 20–25. (In Russ.)
Belkin E.A. [The Modular Principle of the System of Information Control Over the Process Abrading]. Spravochnik. Inzhenernyy zhurnal, 2005, no. 3, pp. 18–22. (In Russ.)
Grabchenko A.I., Dobroskok V.P., Fedorovich V.A. 3D modelirovanie almazno-abrazivnykh instrumentov i protsessov shlifovaniya [3D Modeling of Diamond Abrasive Tools and Grinding Processes]. Khar'kov, NTU “KhPI” Publ., 2006. 364 p.
Kozlov A.M. [Determining the Parameters of the Working Surface of an Abrasive Tool by Modeling]. Izv. vuzov. Mashinostroenie, 2005, no. 1, pp. 52–56. (in Russ.)
Shirokov A.V., Osipov A.P. Imitatsionnoe modelirovanie formoobrazovaniya shlifovannoy poverkhnosti [Simulation Modeling of Forming the Ground Surface]. Izvestiya Samarskogo nauchnogo tsentra Rossiyskoy akademii nauk, 2011, vol. 13, no. 4 (3), pp. 905–909. (in Russ.)
Korchak S.N. Proizvoditel'nost' protsessa shlifovaniya stal'nykh detaley [The Performance of the Grinding Process of Steel Parts]. Moscow, Mashinostroenie Publ., 1976. 280 p.
Sayutin G.I., Nosenko V.A. Shlifovanie detaley iz splavov na osnove titana [Grinding Parts from Titanium-Based Alloys]. Moscow, Mashinostroenie Publ., 1987. 80 p.
Nosenko V.A. Shlifovanie adgezionno-aktivnykh metallov [Grinding Adhesive-Active Metals]. Moscow, Mashinostroenie Publ., 2000. 262 p.
Nosenko V.A., Nosenko S.V. Tehnologiya shlifovaniyа a metallov [Technology Grinding Metals]. Staryy Oskol, TNT Publ., 2013. 613 p.
Nosenko S.V., Nosenko V.A., Kremeneckiy L.L. [Effect of Changes to the State of an Abrasive Tool Relief Surface Treated Titanium Alloy at Opposite Creep Feed Grinding]. Vestnik mashinostroeniya, 2014, no. 7, pp. 64–68. (In Russ.)
Korolev A.V. Issledovanie protsessov obrazovaniya poverkhnostey instrumenta i detali pri abrazivnoy obrabotke [The Study of the Formation of the Tool and Workpiece Surfaces When Sanding]. Saratov, Izdatel'stvo Saratovskogo universiteta, 1975. 192 p.
Kozlov D.V., Ignat'ev A.A. [Dynamic Model of Plunge Grinding Process, Taking Into Account the Wear of the Grinding Wheel]. Vestnik Saratovskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta, 2011, vol. 3, no. 2 (58), pp. 63–66. (in Russ.)
Nikiforov I.P., Ivanov E.N. [Model Optimization Tool Life of the Grinding Wheel]. Trudy Pskovskogo politekhnicheskogo instituta. Pskov, Izdatel'stvo PPI, 2010, no. 13, 296 p.
Novoselov Yu.K. Dinamika formoobrazovaniya poverkhnostey pri abrazivnoy obrabotke [Dynamics Shaping Surfaces When Sanding]. Sevastopol', Izdatel'stvo SevNTU, 2012. 304 p.
Zubarev Yu.M., Priemyshev A.V. Teoriya i praktika povysheniya effektivnosti shlifovaniya materialov [Theory and Practice of Increasing the Efficiency of Grinding Materials]. St. Petersburg, Lan' Publ., 2010. 304 p.
Nosov N.V. [Phenomenological Model of the Working Surface of the AI]. Vestnik SamGTU, 2000, no. 10, pp. 139–144. (in Russ.)
Filimonov L.N. Vysokoskorostnoe shlifovanie [High-Speed grinding]. Leningrad, Mashinostroenie Publ., 1979. 246 p.
Gismetulin A.R., Sidorenko O.M. [Modelling Morphogenesis of Surface Roughness on the Surface Grinding Operation]. Izvestiya Samarskogo nauchnogo tsentra Rossiycskoy akademii nauk, 2012, vol. 14, no. 4–3, pp. 850–855. (in Russ.)
D’yakonov A.A. Effective Cutting Conditions in Abrasive Mashining. Russian Engineering Research, 2014, vol. 34, no. 12, рр. 778–780.
D'yakonov A.A., Gerenshteyn A.V. [Regression-Quality Model of the Wear of the Abrasive Grains of the Grinding Wheel]. Obrabotka metallov (Tekhnologiya, oborudovanie, inst-rumenty), 2007, no. 3, pp. 31–33. (in Russ.)
Dyakonov A.A., Ardashev D.V., Lepikhov A.V. [Imitating Modelling of Processes of Grinding on the Basis of Application High-Efficiency Clusters and Technologies Parallel Computing Processes]. Fundamental'nye i prikladnye problemy tehniki i tehnologii, 2011, no. 2/2 (286), pp. 29–34. (in Russ.)
Bishutin S.G. [Mathematical Modeling of the Formation of Surface Roughness in Grinding Based Tool Wear]. Problemy mashinostroenie i nadezhnosti mashin, 2005, no. 1, pp. 78–82. (in Russ.)
Koshin A.A., Kondakov V.N. [Performance and Dynamics of Abrasive Grains Wear]. Progressivnye tekhnologii v mashinostroenii. Sbornik nauchnyh trudov. Chelyabinsk, South Ural. St. Univ. Publ., 2007, pp. 45–51. (in Russ.)
Nosenko V.A., Fedotov E.V., Savin A.I. [A Probability Distribution Model Vertices Grains on the Working Surface of the Grinding Wheel]. STIN, 2007, no. 7, pp. 12–18. (in Russ.)
Nosenko V.A., Fedotov E.V., Danilenko M.V. [A Mathematical Model of the Working Surface of the Grinding Wheel with]. Instrument i tekhnologii, 2010, no. 30–31, pp. 151–154. (in Russ.)
Nosenko V.A., Fedotov E.V., Savin A.I. Probabilistic Model of the Grain-Tip Distribution at the Working Surface of a Grinding Wheel. Russian Engineering Research, 2007, vol. 27, no. 10, pp. 707–712.
Nosenko V.A., Fedotov E.V. [Probability-Theoretic Model of the Working Surface of the Abrasive Tool for Grinding]. Instrument i tekhnologii, 2003, no. 15–16, p. 58. (in Russ.)
Nosenko V.A., Fedotov E.V., Danilenko M.V. [Determination of the Wear of Grinding Grain Chipping and its Distribution Law]. Trenie i smazka v mashinakh i mekhanizmakh, 2008, no. 8, pp. 43–48. (in Russ.)
Nosenko V.A., Fedotov E.V., Nosenko S.V., Danilenko M.V. [Probabilities of Varieties of Grains of the Abrasive Tool Wear During Grinding]. Problemy mashinostroeniya i nadezhnosti mashin, 2009, no. 3, pp. 63–71. (in Russ.)
Nosenko V.A., Fedotov E.V., Nosenko S.V., Danilenko M.V. Probabilities of Abrasive Tool Grain Wearing During Grinding. Journal of Machinery Manufacture and Reliability, 2009, vol. 38, no. 3, pp. 270–276.
Nosenko V.A., Fedotov E.V., Danilenko M.V., Nosenko S.V. Sposob opredeleniya ekspluatatsionnoy
kharakteristiki edinichnykh abrazivnykh [A Method for Determining the Operational Characteristics of Individual Abrasive]. Patent RF, no. 2375693, 2009.
Ссылки
- На текущий момент ссылки отсутствуют.