花岗岩加工机理及加工效能研究

由于花岗岩具有高强度、高硬度、高脆性等特征，属难加工材料，主要通过金刚石刀具对花岗岩的切削以实现加工。《花岗岩加工机理及加工效能研究》从压痕断裂理论入手，旨在分析花岗岩破碎以致实现加工的机理，在单颗粒数值仿真的基础上，进行了颗粒顺次切削的数值仿真。并通过试验研究方法给出影响加工效能的关键因素，利用神经网络技术给出了花岗岩加工铣削力模型预测方法。本书主要分七章，分别介绍了花岗岩加工机理及压痕断裂仿真、单颗粒切削及顺次切削数值仿真、压划痕试验研究、花岗岩铣削力理论分析、花岗岩压划痕实验、花岗岩加工铣削力预测等。

长期从事石材产品的设计、加工及应用研究，作为主要研究人，参加了多项省部级课题研究，建设部项目“装饰石材CAD软件开发与应用”获华夏建设奖三等，作为研究成果与课题组其他成员共同开发的石材专用设计软件,在全国数十家石材企业应用，参与编写的《石材加工装备及工艺》《石材加工工具与技术》《石材装饰CAD基础》等书籍是石材企业的主要参考资料，同时，在该领域发表相关论文十多篇。

第1章 绪论1211花岗岩概述1212 花岗岩加工概述14121 板材加工设备15122 花岗岩铣削工具1813花岗岩铣削效能评价20131切削力20132花岗岩破碎率20133刀具磨损21第2章 花岗岩铣削加工机理及压痕断裂仿真2221 花岗岩铣削加工过程2222 压痕断裂机理23221岩石性质及强度准则23222 接触应力场28222裂纹形成过程3123断裂破碎力学模型32231拉伸断裂破碎力学模型32232剪切断裂破碎力学模型35233改进力学模型3724压痕仿真分析37241试件模型37242 网格的划分39243 加载设置40244 结果分析40第3章 单颗粒切削及顺次切削数值仿真4331 LS-DYNA分析流程4332有限元模型建立44321金刚石颗粒材料模型44322花岗岩材料模型44323有限元几何模型建立47324加载设置4733 单颗粒切削数值仿真结果分析48331单颗粒切削花岗岩时的动态特性分析48342切削过程中切削力的变化情况50333颗粒切入形式对切削性能的影响51334颗粒切入角度对切削性能的影响52335深度对切削性能的影响55336速度对切削性能的影响5934颗粒顺次切削仿真分析61341 顺次切削动态特性分析61342顺次切削时切深对切削性能的影响63343 颗粒顺次时切削速度对切削性能的影响65第4章 压划痕试验研究6641 压痕试验66411 压痕试验设备仪器66412花岗岩试件67413 试验原理及方案68414 试验结果分析6942划痕试验71421划痕试验设备71422 试验原理及方案设计71423划痕试验结果分析72第5章 花岗岩铣削加工铣削力理论分析8051花岗岩铣削加工模型8052 花岗岩铣削加工几何学分析82521 接触弧长83522 平均铣削厚度85523当量铣削厚度8653单颗粒金刚石切削花岗岩受力分析87531铣刀有效金刚石磨粒数87532 单颗粒金刚石的受力8854花岗岩铣削加工刀具受力分析90541铣削力理论分析90542典型加工刀具受力分析93第6章花岗岩铣削加工铣削力实验9561 实验工况配置9563 铣削力正交实验97631 方案设计97632极差分析99633方差分析102第7章基于神经网络花岗岩加工铣削力预测10771 人工神经网络模型概述107712人工神经网络结构112713人工神经网络的训练11472 基于BP神经网络的花岗岩加工铣削力预测116721 BP网络拓扑结构与训练算法116722铣削力预测的BP网络结构设计122723BP神经网络模型的MATLAB程序设计129724 BP神经网络对金刚石铣刀铣削力预测的性能测试13073 基于RBF神经网络的花岗岩加工铣削力预测133731 RBF神经网络的学习方法133732铣削力预测RBF神经网络的MATLAB程序设计136733铣削力预测RBF神经网络预测性能测试13774 两种模型对铣削力预测的对比分析140