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J-GLOBAL ID：201502250717075868   整理番号：15A0736491

高速回転スピンドルシステムの熱誘発変形のシミュレーションと実験的検討

Simulation and experimental study on the thermally induced deformations of high-speed spindle system

著者 (5件)： MA Chi (State Key Lab. for Manufacturing Systems Engineering, Xi’an Jiaotong Univ., Xi’an 710049, CHN) ,  YANG Jun (State Key Lab. for Manufacturing Systems Engineering, Xi’an Jiaotong Univ., Xi’an 710049, CHN) ,  ZHAO Liang (State Key Lab. for Manufacturing Systems Engineering, Xi’an Jiaotong Univ., Xi’an 710049, CHN) ,  MEI Xuesong (State Key Lab. for Manufacturing Systems Engineering, Xi’an Jiaotong Univ., Xi’an 710049, CHN) ,  SHI Hu (State Key Lab. for Manufacturing Systems Engineering, Xi’an Jiaotong Univ., Xi’an 710049, CHN)
資料名： Applied Thermal Engineering  (Applied Thermal Engineering)
巻： 86  ページ： 251-268  発行年： 2015年07月05日 
JST資料番号： E0667B  ISSN： 1359-4311  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： オランダ (NLD)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 設計段階で不ぞろいな温度分布場によって引き起こされる実際の機械加工による高速スピンドル工作精度の劣化を避けるために,立体的な(3D)有限要素分析(FEA)モデルを,動力化スピンドルの過渡熱的構造相互作用解析を行うために提案した。モデルは,シミュレーションの結果に及ぼす熱接触抵抗(TCR)とベアリング剛性の組合せ影響を考慮した。熱負荷,対流熱伝達,TCRやベアリングの堅さなどのような,FEMモデルに使用される境界条件の計算について詳細に議論した。転がりベアリングの準静的力学解析に基づいて,ベアリングの平衡方程式セットにおける複数の変数の中の転送関係を分析した。接触角を反復変数と見なしたニュートン-ラプソンアルゴリズムを,ベアリングの熱パワーと堅さについて計算して,アルゴリズムの収束を改善するために提案した。そして,接触角探索試算の終了基準を,アルゴリズムの精度を改善するために提案した。フラクタル形状での Weierstrass-Mandelbrot (W-M) (W-M)関数を,ベアリングのリングの粗表面形態を特徴付けるのに使用した。フラクタルパラメータはパワースペクトル法で特定された。そして,突起変形モデルを,TCRモデリングに使用される接触パラメータについて計算するために開発した。そして,TCRのための予測モデルを提案した。これはベアリングのリングの形態と突起の接触変形の組み合わせ効果を考慮した。熱平衡実験を,モデルの妥当性をデモンストレーションするために行った。結果は,FEAモデルが正確にスピンドルシステムの温度場と熱的変形をシミュレートできて,FEAモデルがTCRとベアリングの堅さを無視した高速スピンドルシステムの伝統的な熱モデルよりはるかに正確であることを示した。Copyright 2015 Elsevier B.V., Amsterdam. All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.

シソーラス用語： *スピンドル ,  *熱変形 ,  シミュレーション ,  温度分布 ,  機械工作 ,  数値解析 ,  工作精度 ,  対流熱伝達 ,  *軸受 ,  剛性
準シソーラス用語： ベアリング ,  ベアリング剛性 ,  機械加工 ,  有限要素分析

分類 (3件)： 軸受  (QB01020W) ,  軸  (QB01030H) ,  熱伝導  (PA02020Z)

タイトルに関連する用語 (5件)： 高速回転 ,  スピンドル ,  誘発 ,  シミュレーション ,  実験