Modal analysis of various grinding wheel types for the evaluation of their integral elastic parameters

OBRABOTKAMETALLOV Vol. 27 No. 3 2025 81 EQUIPMENT. INSTRUMENTS ная корреляция между значениями ν, Е и фактором твердости: 2 0, 0162 0, 0877 0,109; x x ν = − + + 2 1, 75 0,35 40,5. E x x = − + С помощью данных эмпирических регрессионных моделей могут быть определены значения ν и Е шлифовальных кругов из белого электрокорунда зернистостью F60 средней структуры на керамической связке для ряда значений твердости – K, M, O, R, T: • 25А F60 K имеет значения ν = 0,148; Е = = 40,76 ГПа; • 25А F60 M имеет значения ν = 0,2; Е = = 43,91 ГПа; • 25А F60 O имеет значения ν = 0,227; Е = = 50,56 ГПа; • 25А F60 R имеет значения ν = 0,217; Е = = 60,713 ГПа; • 25А F60 T имеет значения ν = 0,175; Е = = 74,36 ГПа. Получены значения коэффициента Пуассона и модуля Юнга для шлифовальных кругов из нормального электрокорунда, белого электрокорунда, хромотитанистого электрокорунда и зеленого карбида кремния (рис. 8). Поскольку абразивный материал шлифовального круга не может иметь количественного выражения, нет смысла в проведении регрессионного анализа и разработке эмпирических зависимостей, как в случае с исследованием влияния размеров фракции зерна и значения твердости на упругие параметры инструмента. Значения параметров ν и Е на графиках рис. 8 не дают возможности дополнительных приложений и дополнительных знаний, кроме непосредственно полученных. Выводы 1. Порядок проявления собственных мод колебаний шлифовальных кругов остается неизменным для широкого диапазона значений ν и Е. Низшими собственными модами, колебания которых используют при акустическом контроле шлифовальных кругов, является пара изгибных мод f1, f2 (n = 2, s = 0) и изгибная мода f3 (n = 0, s = 1). 2. В отсутствие граничных условий наиболее значимый вклад в динамику колебательного процесса шлифовального круга вносят моды f1 и f2 (n = 2, s = 0) в направлениях координатных осей X и Y. В направлении оси Z наибольший вклад вносит собственная мода f3 (n = 0, s = 1), однако этот вклад значительно уступает вкладу пары мод f1 и f2. 3. В результате установления соответствия между экспериментальными и расчетными составами спектров распределения частот собственных колебаний шлифовальных кругов определены значения коэффициентов Пуассона и модуля Юнга для исследованных шлифовальных кругов. Значения изменяются в следующих диапазонах: 0,16 < ν < 0,27; 40 ГПа < < Е < 67,5 ГПа. Шлифовальные круги разных характеристик, существенно различающиеся по ряду параметров (например, 25А F80 L и 25А F60 S), могут иметь незначительно отличающиеся величины коэффициента Пуассона (ν = 0,17 и ν = 0,2 соответственно). Это обстоятельство подтверждает необходимость точного определения интегральных упругих показателей инструмента для корректного моделирования звукового давления процесса шлифования, поскольку даже небольшая ошибка при определении значения коэффициента Пуассона может привести к несоответствию характеристики моделируемого круга реальной характеристике. 4. Получены эмпирические регрессионные зависимости интегральных упругих параметров шлифовальных кругов от размера фракции абразивного зерна и от твердости с высоким уровнем достоверности аппроксимации. Рис. 8. Влияние абразивного материала на величину коэффициента Пуассона и модуля Юнга Fig. 8. Infl uence of abrasive material on the value Poisson’s ratio and Young’s modulus

RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1