計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在磨削溫度場(chǎng)中的應(yīng)用

磨削是一種應(yīng)用廣泛的精密加工方法。在對(duì)磨削加工的研究中，由于對(duì)加工機(jī)理的認(rèn)識(shí)有限，因此對(duì)磨削加工過(guò)程的實(shí)際調(diào)整多數(shù)是靠試湊法(即憑操作者所積累的大量經(jīng)驗(yàn)知識(shí))來(lái)進(jìn)行，特別是有關(guān)磨削溫度分析模型，多是通過(guò)單因素獲得的。隨著計(jì)算機(jī)性能的日益提高，仿真技術(shù)在工業(yè)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，給磨削理論的研究帶來(lái)了新的思路，使我們有可能克服傳統(tǒng)研究方法的局限性，深入研究磨削過(guò)程中磨削溫度的變化，建立系統(tǒng)的磨削溫度場(chǎng)理論模型。

仿真就是在模擬環(huán)境下實(shí)現(xiàn)和預(yù)測(cè)產(chǎn)品在真實(shí)環(huán)境下的性能和特征(動(dòng)態(tài)和靜態(tài))，它包含了從建模、施加負(fù)載和約束到預(yù)測(cè)產(chǎn)品在真實(shí)情況下的響應(yīng)等一系列步驟。通過(guò)對(duì)仿真試驗(yàn)過(guò)程的觀察和估計(jì)，得到被仿真系統(tǒng)的仿真輸出參數(shù)和基本特性，由此來(lái)估計(jì)和推斷實(shí)際系統(tǒng)的真實(shí)參數(shù)和真實(shí)性能。仿真技術(shù)借助計(jì)算機(jī)，可以在復(fù)雜的磨削加工過(guò)程中得到不同輸入?yún)?shù)下的各種磨削溫度場(chǎng)的變化，從而為深入研究磨削加工機(jī)理創(chuàng)造了條件。
2 建立磨削溫度場(chǎng)的數(shù)學(xué)模型
采用有限元法建立磨削溫度場(chǎng)的數(shù)學(xué)模型。由于整個(gè)磨削溫度場(chǎng)滿足能量守恒定律，所以磨削溫度場(chǎng)的熱傳導(dǎo)方程式為：
PC q - (kx q )- (ky q )- (kz q )-rQ=0

t x x y y z z
(在W內(nèi))

其中W 為整個(gè)域，它由三類(lèi)邊界條件組成，即： q=q( l，t) (在l1邊界上)
kx q nx+ky q ny+kz q nz=q

x y z
(在G2邊界上)
kx q nx+ky q ny+kz q nz=a(qa -q)

x y z
(在G3邊界上)

根據(jù)有限單元法的離散化原理，把工件劃分成有限個(gè)單元，并把磨削過(guò)程中的熱負(fù)載加于邊界上的單元，即把整體溫度載荷離散為與實(shí)際載荷等效的節(jié)點(diǎn)載荷，代入上述三類(lèi)邊界條件即可得到磨削溫度場(chǎng)的有限元模型。