[发明专利]一种数值模拟与试验结合确定高速磨床防护罩壁厚的方法

权利要求书

1.一种数值模拟与试验结合确定高速磨床防护罩壁厚的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)对防护罩样板进行三维建模，得到防护样板的三维模型，对砂轮碎片进行当量简化，建立砂轮碎片的三维模型；

2)对防护罩样板的三维模型和砂轮碎片的三维模型进行网格划分，分别获得防护罩样板和砂轮碎片的有限元模型；

3)赋予防护罩样板的有限元模型对应的材料，并建立其失效准则；

4)改变砂轮碎片的有限元模型初始速度，直到其速度达到限定值停止；

5)对防护罩样板的有限元模型和砂轮碎片的有限元模型进行冲击数值模拟，不断更改防护罩样板厚度，直到达到防护标准，其标准为砂轮碎片不能穿透防护罩样板；

6)根据步骤(5)得到防护罩样板厚度的模拟结果；

7)重复步骤1)至步骤6)，得到若干不同防护罩样板厚度的模拟结果，根据不同防护罩样板厚度的模拟结果得到防护罩样板安全厚度经验公式；

8)根据防护罩样板安全厚度经验公式即可确定其他防护罩样板壁厚。

2.根据权利要求1所述的一种数值模拟与试验结合确定高速磨床防护罩壁厚的方法，其特征在于，步骤1)中所述的防护罩样板为圆形。

3.根据权利要求1所述的一种数值模拟与试验结合确定高速磨床防护罩壁厚的方法，其特征在于，步骤1)中将砂轮碎片当量简化成球形碎片。

4.根据权利要求1所述的一种数值模拟与试验结合确定高速磨床防护罩壁厚的方法，其特征在于，步骤5)中数值模拟是运用有限元软件Abaqus进行有限元分析。

5.根据权利要求1所述的一种数值模拟与试验结合确定高速磨床防护罩壁厚的方法，其特征在于，步骤7)中所述的防护罩样板安全厚度经验公式为：

其中，v_max是砂轮碎片的最大速度，M是砂轮碎片质量，δ为防护罩样板厚度，L为防护罩样板与砂轮碎片的接触周长，τ为防护罩样板材料的动态剪切强度，ρ为防护罩样板材料密度，k为修正系数。

6.根据权利要求1所述的一种数值模拟与试验结合确定高速磨床防护罩壁厚的方法，其特征在于，当所选材料为Q235钢板，砂轮碎片线速度为150m/s时，防护罩样板壁厚δ＝3mm时，砂轮碎片嵌入防护罩样板中而未穿透。