基于瑞利分布的磨削力预测模型：精度验证与应用

本文主要探讨了一种基于砂轮磨粒突出高度服从瑞利分布的磨削力预测模型。论文假设砂轮的磨粒呈圆锥形，其突出高度具有随机性，这些突出颗粒在磨削过程中均参与切削并切除材料。研究者首先推导出在平面磨削过程中，与磨削参数（如切削速度、进给量等）和砂轮磨粒密度密切相关的未变形磨屑厚度的计算公式。这一计算表达式对于理解磨削过程中的材料去除机制至关重要，因为它直接影响到磨削力的产生。 磨削力被分解为两部分：磨削变形力和摩擦力。通过利用未变形磨屑厚度的表达式，作者进一步推导出了磨削变形力的计算方法，这是基于磨削过程中材料的塑性变形对力的影响。值得注意的是，摩擦系数被假定为磨削参数的函数，而非固定的常数，这反映了磨削过程中摩擦力随参数变化的特性。 综合这两种计算方式，研究者构建了一个磨削力预测模型，该模型能够预测在不同工况下的磨削力行为。为了验证模型的有效性，文中将预测值与实际实验数据进行了对比分析。结果显示，预测值与实验值的最大相对误差仅为25%，平均相对误差更是低至15%。这表明，基于瑞利分布的磨粒突出高度的磨削力模型具有很高的准确性和可靠性，可以作为磨削过程中的有力工具，帮助工程师优化磨削参数，提高生产效率和降低成本。 该研究不仅深化了我们对平面磨削力机理的理解，也为实际工业生产中的磨削工艺设计提供了科学依据。通过将理论与实践相结合，这项工作对于提升现代精密制造业的加工精度和产品质量具有重要意义。同时，它也展示了数学统计方法在工程问题中的应用潜力，即如何利用随机性分布理论来精确预测复杂系统的行为。