計算機仿真技術(shù)在磨削溫度場(chǎng)中的應用

磨削是一種應用廣泛的精密加工方法。在對磨削加工的研究中，由于對加工機理的認識有限，因此對磨削加工過(guò)程的實(shí)際調整多數是靠試湊法(即憑操作者所積累的大量經(jīng)驗知識)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(zhù)計算機性能的日益提高，仿真技術(shù)在工業(yè)中的應用越來(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)現和預測產(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、施加負載和約束到預測產(chǎn)品在真實(shí)情況下的響應等一系列步驟。通過(guò)對仿真試驗過(guò)程的觀(guān)察和估計，得到被仿真系統的仿真輸出參數和基本特性，由此來(lái)估計和推斷實(shí)際系統的真實(shí)參數和真實(shí)性能。仿真技術(shù)借助計算機，可以在復雜的磨削加工過(guò)程中得到不同輸入參數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理創(chuàng )造了條件。
2 建立磨削溫度場(chǎng)的數學(xué)模型
采用有限元法建立磨削溫度場(chǎng)的數學(xué)模型。由于整個(gè)磨削溫度場(chǎng)滿(mǎn)足能量守恒定律，所以磨削溫度場(chǎng)的熱傳導方程式為：
PC q - (kx q )- (ky q )- (kz q )-rQ=0

t x x y y z z
(在W內)

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。