田永军 作品数:15 被引量:29 H指数:4 供职机构: 河北工业大学机械工程学院 更多>> 发文基金: 天津市自然科学基金 河北省自然科学基金 国家自然科学基金 更多>> 相关领域: 自动化与计算机技术 机械工程 理学 一般工业技术 更多>>
基于多场耦合的锯片切割系统声辐射特性研究 被引量:5 2017年 为了对锯切噪声进行定量预估及声场分布规律的研究,提出建立声场、结构、流体多物理耦合模型。利用显式的中心差分算法提取了流固耦合(Fluid Structure Interaction,FSI)作用下多体动态接触时系统的振动响应;基于边界元法-有限元分析建模法搭建了切割系统声学模型,将系统振动响应作为声学边界,对声场辐射进行计算分析。研究了切割系统在半空间环境的声场时域、频域辐射特性;分析了结构与流体间的单、双向耦合对声场的影响;通过计算辐射面积对声功率的影响明确了噪声主要辐射区域。从现场实测数据与数值结果的比较可见,多场耦合分析在切割噪声辐射水平分析及预估方法是正确可行的。 田永军 段国林 姚涛 刚建华 张萼关键词:有限元 边界元 多场耦合 噪声 一种圆锯片 本实用新型公开一种圆锯片。该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、... 段国林 田永军 姚涛 夏晓光 蔡瑾 许红静 张萼 康军广文献传递 一种圆锯片及其制备方法 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... 段国林 田永军 姚涛 夏晓光 蔡瑾 许红静 张萼 康军广旋转锯片空气动力学噪声特性计算与分析 被引量:3 2017年 为分析旋转刀具在气流作用下的声学特性,基于多场耦合计算方程建立了流场-结构-声场联合仿真模型,通过弹性体与流场的动力学计算得到了结构强迫振动响应,利用边界元法将振动响应信息作为声学边界,获取了锯片的声场辐射信息,噪声预估值与实测结果吻合良好。研究了锯片旋转过程中周围流场媒介的层流、湍流特性对锯片振动的影响规律;揭示了流-固耦合作用对声场时域、频域影响作用机制;确定了锯片空载噪声辐射的方向特性;分析了锯片尺寸结构对噪声的影响规律,为低噪声锯片的设计提供了参考依据。 田永军 段国林 夏晓光 张萼关键词:锯片 多场耦合 振动 噪声 基于残缺信息模糊聚类的产品模块划分方法研究 被引量:5 2019年 为了解决含有残缺信息的产品模块划分问题,提出了一种基于改进WDS算法的产品模块划分方法。该方法利用改进WDS算法,将产品零部件划分为完整信息零部件和残缺信息零部件,并分别进行模块划分,同时引入平均模糊熵作为模块划分评判标准。最后,以3D打印机的模块划分作为实例,对比分析了完整信息产品和残缺信息产品的模块划分结果,验证了该方法的可行性。 夏晓光 段国林 田永军关键词:模糊聚类 基于SPH-FEM耦合方法的圆锯片切割石材数值仿真研究 被引量:4 2017年 针对圆锯片切割石材过程中复杂的动态力学行为,依据脆性材料断裂理论,基于有限元与光滑粒子耦合算法(SPH-FEM)模拟了锯片-石材切割系统的复杂动力学加工过程。模拟结果表明:在切割过程中石材去除过程分为塑性变形阶段、小规模挤裂阶段、大规模挤裂阶段和重复大规模挤裂阶段;切割过程中切割力从零开始,接触石材先瞬间增大,然后又减小,最后在一定范围内平稳波动;根据锯片结构表面等效应力分布情况确定了模型最易破坏的区域。通过试验对比验证了该耦合算法的可行性,表明SPH-FEM耦合算法能准确获取切割石材时系统的动力学响应信息,为揭示锯路拓展及石材动态损伤、成屑机理提供理论支撑。 田永军 段国林 姚涛 孙迎建 刚建华关键词:石材切割 圆锯片 脆性材料 金刚石圆锯片动态特性分析及减振降噪优化设计研究 金刚石圆锯片是一种高效的切断工具,被广泛用于石材、混凝土、陶瓷等硬脆材料的加工。锯切加工过程中产生的振动不仅影响石材表面加工质量,而且对周围环境造成了严重的噪声污染。论文针对锯切过程中圆锯片减振降噪技术的研究现状及存在的... 田永军关键词:金刚石圆锯片 动态特性 减振降噪 优化设计 响应面模型与混合优化算法相结合的锯片参数优化设计 被引量:6 2016年 针对传统算法在锯片声学特征优化中的局限性,提出了一种将二阶响应面模型与混合算法相结合的优化设计方法。在设计区域内应用D-optimal试验设计法抽取样本点,分别通过显式算法获取锯片声学、应力响应以及隐式算法获取锯片变形量,并用试验验证了数值模型的准确性,然后建立了由6个变量参数所决定的锯片的声学、应力以及刚度的二阶响应面模型;利用自适应模拟退火法和蛙跳混合算法对响应面模型进行循环逼近,获得了设计变量影响度以及最优结果。结果表明,在保证刚度和应力许可条件下,通过有限次数值分析,经全局优化后的最佳结构可降低空载噪声4~7dB。数字算例表明,该方法适用于旋转类刀具的声学性能优化设计。 田永军 段国林 夏晓光 张萼关键词:锯片 混合优化算法 噪声 基于混合元胞自动机算法的低噪声锯片优化设计 被引量:1 2016年 针对圆锯片的减振降噪拓扑优化设计,基于混合元胞自动机算法建立了以结构振动衰减、噪声降低为设计目标,以指定位置载荷力响应、位移响应为多约束条件的动力学拓扑优化模型,得到了满足刚度条件下锯片的最优开槽形式。将该优化锯片与普通锯片进行噪声分析比较,结果表明:优化结构在时域上降低了噪声声压级5~6 d B,在频域上明显降低了声压响应幅度、分散了声压能量,混合元胞自动机算法可为低噪声锯片的动力学拓扑设计提供新思路和理论支持。 田永军 段国林 姚涛 张萼关键词:元胞自动机 动力学 拓扑 减振 基于自适应耦合算法的石材锯切过程仿真研究 被引量:2 2018年 针对石材锯切过程中复杂的动态力学行为及有限元法在处理大变形时数值不稳定等问题,依据连续损伤力学理论,采用混合单元自适应耦合算法建立了锯片-石材切割系统的加工模型,模拟了石材锯切过程。分析发现:石材去除过程是一个间断循环的过程;锯切过程中,切割力从零开始,接触石材后迅速增大,随后又减小,最后在一定范围内平稳波动;根据锯片表面和石材内部等效应力分布情况,确定了模型最易破坏的区域;并通过与实验对比,锯片横向振动速度数据吻合度较高。 田永军 段国林 段国林 康军广关键词:石材切割 圆锯片 脆性材料