花岗石超薄型板材锯解关键技术研究

论文摘要

随着世界上建筑业及装饰业的发展,石材的应用范围越来越广,而节约型社会理念的日渐深入人心,使得石材板材越来越向薄型化方向发展已经成为历史的潮流。花岗石超薄板以其薄、轻等突出特点从石材产品市场中脱颖而出,并越来越受广大用户欢迎。但是目前超薄型板材加工易破碎等缺陷严重制约了超薄型板材的大批量生产和应用。本文在深入剖析花岗石超薄型板材锯切加工技术现状以及存在问题的基础上,研究超薄板的锯切时锯片振动特性及锯切力状况,全面探讨了花岗石超薄板的锯切及破碎问题。探讨了花岗石超薄型板材的市场需求、发展方向以及加工关键技术,通过对花岗石超薄板应用最为广泛的对剖加工方式中板材受力的分析,研究板材加工过程中锯切力的变化以及锯切应力与振动应力的分布。建立板材破碎模型,对造成板材加工破碎的因素及破碎机理研究,分析其原因主要为锯片横向振动引起的板材轴向受力,并利用有限元软件ANSYS对板材加工过程进行静态仿真,分析板材破碎机理并探论在一定加工参数情况下板材厚度对板材应力分布及大小的影响,并提出加工设备及工艺的优化方向。借助有限元软件ANSYS,对金刚石圆锯片进行仿真分析,通过模态分析验证其在一定加工参数下对剖加工时的动态性能,研究锯片的轴向振动特性,并且通过文献的锯切力经验公式及实验数据,分析了锯切过程中圆锯片轴向力随加工参数的变化规律。利用ANSYS/LS-DYNA模块建立锯片切入花岗石板材的瞬时动态模型,研究锯片间断性磨削过程中锯切力变化与超薄板材内部的应力应变状况,仿真结果与实际加工情况基本相符。本课题的研究目的在于研究花岗石超薄板材加工破碎机理,不仅在理论上有所突破,而且对于指导实际生产以减少浪费、提高经济效益有重要意义。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究背景
• 1.1.1 背景分析
• 1.1.2 石材超薄板现状
• 1.2 花岗石超薄板
• 1.2.1 石材超薄板应用领域
• 1.2.2 花岗石超薄板加工特点
• 1.2.3 花岗石超薄板加工技术及设备
• 1.2.4 超薄板发展方向
• 1.3 花岗石超薄板研究及生产应用动态
• 1.4 课题研究目的及意义
• 1.5 课题内容及章节安排
• 第2章 花岗石超薄板加工关键技术以及锯切力分析
• 2.1 花岗石超薄板加工技术及工艺
• 2.1.1 加工设备性能与精度优化
• 2.1.2 金刚石圆锯片结构与稳定性优化
• 2.1.3 石材加固、修补技术
• 2.1.4 防破损锯解工艺的研发
• 2.2 板材锯切受力分析
• 2.2.1 锯切力分析
• 2.2.2 轴向振动分析
• 2.3 板材加工应力分析
• 2.3.1 锯切应力分布
• 2.3.2 轴向应力分布
• 2.4 本章小结
• 第3章 花岗石超薄板锯切破碎分析
• 3.1 花岗石超薄板破碎因素
• 3.1.1 内部因素
• 3.1.2 外界因素
• 3.2 加工破碎机理
• 3.2.1 破碎模型建立
• 3.2.2 微观机理
• 3.2.3 宏观机理
• 3.3 有限元仿真
• 3.3.1 建模及网格划分
• 3.3.2 花岗石材料模型
• 3.3.3 初始条件及载荷施加
• 3.3.4 计算结果与分析
• 3.4 本章小结
• 第4章 金刚石圆锯片轴向力及振动分析
• 4.1 轴向振动来源及稳定性研究
• 4.2 金刚石圆锯片的动态分析
• 4.3 金刚石圆锯片有限元模态仿真
• 4.3.1 建立有限元模型
• 4.3.2 加载并求解
• 4.3.3 模态结果及分析
• 4.3.4 不同锯片的振动特性
• 4.4 金刚石圆锯片轴向振动分析
• 4.5 本章小结
• 第5章 花岗石超薄板加工锯切力仿真
• 5.1 非线性有限元法及ANSYS/LS-DYNA简介
• 5.1.1 非线性有限元法
• 5.1.2 ANSYS/LS-DYNA简介
• 5.2 金刚石圆锯片锯切花岗石板材模型建立
• 5.2.1 实体模型的建立
• 5.2.2 金刚石圆锯片模拟
• 5.2.3 花岗石的模拟
• 5.2.4 初始条件及载荷的确定
• 5.2.5 仿真结果与分析
• 5.3 本章小结
• 结论与展望
• 参考文献
• 发表的学术论文
• 发明专利
• 致谢
• 学位论文评阅及答辩情况表