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申请/专利权人：大连理工大学

摘要：一种面向表面粗化的柔性打磨盘压力分布精确建模方法。首先基于有限元仿真积累不同倾角和下压力的打磨盘静力学仿真结果，在结果中提炼最大压力值、接触区域边界等特征值，并建立以倾角和下压力为自变量的多项式回归模型；基于回归模型计算任意倾角和下压力下的特征值大小，并计算最大压力值范围内每一个压力值对应的等高线方程；把每一个等高线均匀离散为多个散点，当散点足够密集时，认为任意打磨盘接触表面位置的压力值与其距离最近的散点的压力值近似相等。本发明克服了现有模型的不足，实现了对柔性打磨盘压力分布的快速精确建模，可应用于打磨盘不同位置的打磨深度预测建模和打磨粗糙度预测建模，对打磨轨迹规划和打磨参数优化具有指导意义。

主权项：1.一种面向表面粗化的柔性打磨盘压力分布精确建模方法，其特征在于，步骤如下：第一步，测量打磨盘的结构尺寸，以打磨盘圆心为原点，假设打磨盘沿y轴逆时针旋转θ角，基于有限元软件获取不同打磨盘倾角和下压力的压力分布仿真结果；第二步，提取每组仿真结果中的特征参数，即接触区域长度L、宽pstartw、压力最大值pmax、压力最大值pmax对应的点沿对称线C2距打磨盘边缘的距离lmax和对称线C2在打磨盘边缘上的压力值大小pstart，并建立L、w、pmax、lmax和pstart与打磨盘倾角和下压力的多项式回归模型；起始压力pstart：打磨盘边界上与压力分布对称线x＝0上的交点上的压力值；最大压力值pmax：仿真结果中最大的压力值；离边距离lmax：最大压力值pmax所在点距磨盘边界的距离；接触区域长度L：打磨盘与工件接触区域沿中心线的长度；接触区域宽度w：打磨盘与工件接触区域在垂直于中心线方向上的最大宽度；第三步，基于多项式回归模型，计算待求下压力和打磨盘倾角对应的特征参数，在[0,pmax]之间等间隔取m个压力值pii＝1,2,...,m，计算每个pi对应的等高线上的4个特征点q1、q2、qin以及qout；q1横纵坐标的计算公式为： 其中，ddisk为打磨盘直径；q2横纵坐标的计算公式为： qin横纵坐标为： 其中，qout横纵坐标为： 第四步，计算每个pi对应的等高线的曲线方程；在最大压力值对应点外侧区域，等高线q2qoutq1的表达式为： 其中，和由式1计算；当p＜pstart时，当p＞pstart，由式4计算；最大压力值对应点的内侧椭圆等高线q1qinq2表达式为： 其中，x0和y0由式1计算；由式3计算；在每个等高线曲线上等间隔取n个点，保留其横纵坐标，当m和n足够大时，所有的点即m×n个组成的点阵形状可近似铺满整个接触表面；第五步，针对接触区域内任意待求压力值的位置x,y，在第四步得到的模型中找到与目标位置x,y欧式几何距离最近的点，则待求点的压力值即为与其最近点所在的等高线压力值；重复第五步可计算同一倾角和下压力中接触面各位置的压力值。

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