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一種解決砂帶磨削Signorini接觸問題仿真中的有效方法

張翔，Bernd Kuhlenko¨tter，Klaus Kneupner
德國 多特蒙德 多特蒙德大學(xué) Leonhard-Euler-Strabe 2 裝配和操作系統(tǒng)部門，郵編：44227

摘要：
砂帶磨削近來被應(yīng)用于工業(yè)機(jī)器人的自由曲面加工，以獲得較高的生產(chǎn)效率和穩(wěn)定的表面質(zhì)量。砂帶磨削的仿真過程可以在制造前設(shè)計(jì)砂帶磨削的路徑并且記下機(jī)器的程序。在仿真中，關(guān)鍵是要獲得在工件與彈性輪的接觸力分布，因?yàn)椴痪鶆蚍植嫉木植繎?yīng)力是被切除表面形成不平衡的局部切除量的主要原因。傳統(tǒng)的方法是把此接觸問題簡化為一個Signorini接觸問題，利用有限元法（FEM）來計(jì)算力的分布。然而，利用有限元計(jì)算實(shí)際情況過于昂貴以致難以實(shí)現(xiàn)。本文提出一種基于支持向量回歸（SVR）技術(shù)的新模型，來代替有限元法（FEM）計(jì)算力的分布。新模型相比有限元模型有小于5％的誤差，但是計(jì)算起來更快（新模型只用1 s，而有限元要15分鐘）。有了這個新的模型，實(shí)時仿真甚至是磨削過程的即時控制，都能更快進(jìn)行。

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關(guān)鍵詞：砂帶磨削；有限元法，仿真，支持向量回歸