機械零件熱膨脹規(guī)律影響研究.pdf

1、隨著時代的不斷進步，已有工業(yè)領域中機械裝備精度和測量技術得到很大提升，現(xiàn)代精密工程的精度等級已經(jīng)進入了微納時代，熱變形對于機械裝備精度的影響已然不容忽視，因此對熱膨脹機理的研究、熱誤差的減小和補償技術越來越受到國內(nèi)外工業(yè)領域?qū)W者的重視。研究金屬熱膨脹規(guī)律的影響因素對于分析機械裝備的熱變形機理具有重要意義，無論是對在理論基礎研究，還是對實際應用技術的提高都具有深遠的參考價值。本文在國家自然科學基金項目“機械復雜形體熱魯棒性基礎理論研究”(

2、項目編號:51175142)和國家自然科學基金重大項目“功能形面結構與性能的耦合建模與影響機理研究”（項目編號:51490660/51490661）的支持下，進行了多重實驗探究，將常用金屬零件中具有基本幾何形體的圓棒、軸、孔型金屬試驗件作為研究對象，針對其熱膨脹規(guī)律進行了系統(tǒng)性的深入探究。
　　本文主要內(nèi)容包括:
　　選取不同材質(zhì)不同形狀參數(shù)的金屬棒作為試驗對象，通過觀察其軸向的熱膨脹量變化規(guī)律，分析其存在的影響因素。各國現(xiàn)

3、有施行的熱膨脹評定標準中，材料熱膨脹系數(shù)的測量均使用規(guī)定尺寸的棒體，根據(jù)試驗裝置的不同類型，運用不同的測量方式測出其兩端熱膨脹值以獲得數(shù)據(jù)，但是測試零件形體參數(shù)對熱膨脹系數(shù)的影響這一問題并未考慮其中。所以本文選用了多種形狀參數(shù)的試驗件通過實驗分析形狀參數(shù)對其熱膨脹系數(shù)的影響。并建立不同溫度變化方式的溫度場，探知溫度場變化對測試件熱膨脹系數(shù)的影響。為后續(xù)熱變形理論的研究提供一定的實驗分析參考。
　　在基于本實驗團隊已有實驗研究成果和

4、經(jīng)驗基礎之上，對工程中常用的軸類和孔類零件研究其徑向熱膨脹隨形體尺寸變化的規(guī)律。所設計的專用實驗測量夾具可滿足不同尺寸零件的熱膨脹量測量，大幅縮短了因不同尺寸零件而需重新加工設計夾具的時間，提高了實驗效率。
　　根據(jù)機械最佳熱配合理論和熱魯棒性結構設計方法，介紹了一種基于裝配體熱膨脹影響下的功能型尺寸鏈設計理論——孔軸熱魯棒性結構設計方式。解決了裝備在工況下，由于熱膨脹影響使得機械零件發(fā)生變化，導致工況下裝配體封閉環(huán)實際尺寸偏離設