精密零件熱膨脹及材料精確熱膨脹系數(shù)研究.pdf

1、本文在國家自然科學(xué)基金"機械配合熱變形誤差的基礎(chǔ)理論與應(yīng)用技術(shù)研究"(項目編號:50075023)的支持下,同時參考臺灣科學(xué)技術(shù)委員會的相關(guān)項目內(nèi)容,在國內(nèi)外熱變形研究理論成果的基礎(chǔ)上,對零件形體因素所引起的熱變形及相關(guān)內(nèi)容進行了系統(tǒng)深入的理論研究,建立了零件典型形體因素對熱變形影響的數(shù)學(xué)模型,并通過實驗給以論證.在此成果基礎(chǔ)上,對材料精確熱膨脹系數(shù)作了大量的理論和實驗研究,為未來建立標準的精密工程中常用材料精確熱膨脹系數(shù)提供了一定的參

2、考依據(jù).本文主要工作和創(chuàng)新性成果包括:本課題在吸收國內(nèi)外熱變形理論研究成果的基礎(chǔ)上,通過熱變形與力學(xué)模型的轉(zhuǎn)換,對典型零件形體熱變形規(guī)律進行深入的理論研究,對常見的方體、圓柱體、園環(huán)和球體等形體特征參數(shù)對零件的熱變形影響給出了理論分析,首次推導(dǎo)建立了零件熱變形規(guī)律的數(shù)學(xué)模型.在典型零件形體熱變形數(shù)學(xué)建模分析中,應(yīng)用差分算法并進行了改進,將差分法發(fā)展成可得出形體熱變形一般規(guī)律的解析法,有效的解決了熱變形形體建模問題,為進一步研究復(fù)雜形體對

3、零件熱變形影響規(guī)律提供了一種算法.對材料的精確熱膨脹系數(shù)進行了全面與深化研究,分析了傳統(tǒng)材料熱膨脹系數(shù)的不足,給出了傳統(tǒng)材料膨脹系數(shù)實用的精確定量評述和適用范圍,提出了精確材料熱膨脹系數(shù)相關(guān)問題的解決方法.同時對現(xiàn)行的幾種材料熱膨脹系數(shù)定義進行了系統(tǒng)分析,給出各種定義的材料熱膨脹系數(shù)的精度范圍,提供了在實踐應(yīng)用中選用原則和方法,該內(nèi)容具有重要的實用價值.進一步對以圓柱體和球體為標準樣件所定義的材料膨脹系數(shù)進行了理論分析,提出以圓球體為標

4、準試件所測出的材料膨脹系數(shù)具有更好的科學(xué)性,為建立科學(xué)的精確熱膨脹系數(shù)提供理論依據(jù).根據(jù)對熱膨脹系數(shù)的理論研究成果,進一步研究了常用材料的精確膨脹系數(shù),對本校選用的精密機械工程中常用的25種材料和臺灣成功大學(xué)提供的16種(每種有4件尺寸不同的樣件,共64件)材料的熱膨脹系數(shù)變化規(guī)律進行了測定,給出了實用數(shù)表,并對其實驗數(shù)據(jù)進行了分析比較,得出了材料精確熱膨脹系數(shù)的主要結(jié)論,為今后進一步研究海峽兩岸統(tǒng)一的材料精確熱膨脹系數(shù)標準提供了良好依