外文翻译--实验方法

毕业设计（论文）译文 题目名称 ： 滚筒式清洗机 院系名称 ： 机电学院 班 级 ： 学 号 ： 学生姓名 ： 指导教师 ： 2011 年 03 月 毕业设计英文翻译 1 实验方法 辐射黑色体理论 （ Chao et al., 1961） 和切削 表面 理论 （ Friedman and Lenz, 1970）。随着敏感的红外感光胶片的发展，在一个 可 被记 录 切削 侧面温度场 的工具（ Boothroyd, 1961）和电视型红外线敏感的视频设备已 被 哈里斯等人使用（ 1980 年）， 以 热传感和半导体量子吸收的原则为基础的红外线传感器 的 不断发展 ，使得 这些 传感器的 第二敏感性大于第一次，其时间常数很小太 - 在 微秒到 毫秒 的 范围 之内 。图 5.21 显示了最新使用 的 第二类的例子。 有 两个传感器 以及开始投入使用 ，一个 是 在 1 毫米至 5 毫米的波长范围 的 敏感型锑化铟 ，另外一个是 从 6 毫米至 13 毫米的敏感 型 碲镉汞类型，通过 与 两个不同的探测器信号比较 可以使用 温度测量更敏感 的方法。 大部分金属切削温度已进 行 了 调查 和 了解使得更好地了解这个 过程 。 原则上，温度测量可能用于条件监测，例如，警告说如果是天气太热导致切割刀具后刀面磨损， 然而，尤其是辐射能尺寸，在生产条件，校准问题以及确保辐射能量途径从伤口区到探测器不被打断的困难，使得以温度测量为目的方法不够可靠切削的另一种方式是监测声发射，这虽然是一个间接的方法，但研究过程的状态是一个值得考虑未来。 毕业设计英文翻译 2 5.4 声发射 材料的活跃形变 例如裂缝的增长，变形夹杂物，快速塑性剪切，甚至晶界，位错运动 都 是伴随着弹性应力波的排放 而产生 。这 就 是声发射（ AE）。排放 的 发生在 一 个 很宽的频率范围 内 ，但通常是从 10 万 赫到 1 兆赫。虽然波幅度很小，但是 他们可以 被 检测到 ，通过 强烈的压电材料如钛酸钡或压电陶瓷传感器制造从，（ Pb（ ZrxTi1x） O3； x = 0.5 to 0.6）。图 5.22 显示了传感器的结构。声波传送 到 压力传感器造成直接 的压力 E（ L/L），其中 E 是传感器的杨氏模量， L是它 的 长度 ， L 是它的长度变化。应力产生电场 T = g33E( L/L)（ 5.7a） g33 是传感器材料的压电应力系数。传感器两端的电压 是 TL， 然后 V= g33E L（ 5.7b） g33 和 E 的典型值 分别是 24.4 10-3Vm/ N 和 58.5GPa， 以检测电压高达 0.01毫伏 ， 这是可能的。 将 这些值代入方程（ 5.7b）导致了检测 L 的长度变化的可以 小到 7 10-15 米：对于一个 L = 10 毫米 的 传感器 来说 ，即相当于 拥有 7 10-13 图 5.22 显示的是 声发射传感器的结构 实验理论方法 毕业设计英文翻译 3 的 最小应 变，使用 应变传感要比使用钢丝应变计 更敏感 ，敏感 的 最低检测应变约为 10-6。 一个 AE 传感器电信号处理 可 分为两个阶段。 第一个是 通过 使用 一个低噪声前置放大器和一个带通滤波器（ 100 千赫到 1 兆赫）。由此 产生的信号通常具有的基础上的复杂形式，如图 5.23 所示 ，在处理 的 第二阶段，提取信号的主要特征 ，例如 事件 的 数 量， 电压超过某一阈值 VL，最大电压 VT，或信号能量的 脉冲频率使用声发射 来进行 状态监测具有许多优点。一 小部分 传感器， 处于策略 性部署，能调查 整个 机械系统。一个发射源可以 通过 不同 次数 的排放以到达不同的传感器。它的高灵敏度已经 被 提到。这也是 很容 易 被 记录 的 ；并且 声发射测量仪器重量轻 而且体积 小 。 然而，它也有一些缺点。这些传感器必须直接连接到被监视系统：这会导致长期的可靠性问题。在嘈杂的条件下可以 使之成为 不可能孤立的 事件。声发射是很容易受被监视材料的状态 的 影响， 例如 热处理，预应变和温度。此外，由于声发射事件和被监视的系统状态两者关系的特点并不明显，甚至比热辐射测量需要更多的校准或 压力 测量系统。 在加工 过程中 ，声发射信号的主要来源是剪切带，片工具和工具的工作接触区域 ， 切屑 的 破碎 与碰撞， 及其 切 削 工具 的特征 。声发射信号的功率 比较 大，一般见于范围 100 千赫至 300 千赫。其基本性能的研究 和 检测磨损工具 的使用，并且切削已经成为 大量调查的主题 ， 例如 Iwata 和 Moriwaki（ 1977）， Kakino（ 1984） ， Diei 和 Dornfeld（ 1987）。声发射的使用潜力 可以 在图 5.24 看出来 。它显示了一个后刀面磨损 VB 和振幅水平 之间 的关系 毕业设计英文翻译 4 那就是 AE 信号 会转化 0.45 的 普通碳素钢（ Miwa， 1981）。较大的侧 面 磨损，较大的声发射信号，而与具有耐磨变化切削条件的信号的变化率 有关 ， 例 如切割速度。 参考文献 Boothroyd, G.（ 1961）金属切削温度的测定摄影技术。 英国 J. Appl.物理 学 . 12， 238-242. Chao, B. T., Li, H. L. 和 Trigger, K. J.（ 1961）对刀腹的表面温 度分布的实验研究Trans. ASME J. Eng. Ind. 83, 496 503. Diei， EN 和 Dornfeld， D. A.（ 1987）从端面铣削过程 的 声发射 过程变量的影响。 Trans ASME J. Eng. Ind. 109, 92 99. Friedman, M. Y. and Lenz, E.（ 1970） 切屑表面 温度场的测定。 机械工程研究所 19（ 1）， 395-398. 实验理论方法 毕业设计英文翻译 5 Harris, A., Hastings, W. F.和 Mathew, P.（ 1980）切削温度 的试验测量。 见 于 ： Proc. Int. Conf. on Manufacturing Engineering,墨尔本， 8 月 25-27日，第 30-35。 Iwata, I. and Moriwaki, T.（ 1977）对声发射中的应用工具传感进程的 磨损。机械工程研究所 26（ 1）， 21-26。 Kakino, K.（ 1984）金属切削和磨削过程声发射监测 3， 108-116。 Miwa,Y., Inasaki, I. and Yonetsu, S.（ 1981）用声发射信号故障检测工具的过程， Trans JSME 47, 1680 1689. Reichenbach, G. S.（ 1958）实验的金属切削温度分布测量。 Trans ASME 80, 525 540. Schwerd, F. (1933) Uber die bestimmung des temperaturfeldesbeimspanablauf. Zeitschrift VDI 77, 211 216. Shaw, M. C. (1984) 金属切削原理。牛津： Clarendon 出版社。 Trent, E. M. (1991) 金属切削第三版。 牛津：北海海涅曼。 Ueda, T., Sato, M. and Nakayama, K. (1998) 单晶钻石刀具温度 的转变。 CIRP 47(1), 41 44. Williams, J. E, Smart, E. F. and Milner, D. (1970)冶金的加工，第一部分 . Metallurgia 6 力学进展 6.1 简介 第 2 章介绍了最初的机械，热及摩擦学加工过程的 报告 。演示实验的报告 研究表明 ， 在 剪切面角，摩擦角和前角 之间 没有独特的的关系 ；证据 表明这部分 可能 受 主剪切带加工硬 化 ；切削速度 与 高温 之间的关系 和高应力条件下使摩擦面的摩擦角条件不足的影响 。 3 至 5 章集中描述 了 工件和刀具材料的性能，刀具磨损和故障 的本质和 加工后的实验方法过程。这 使得 针对 描述 力学进展的背景下， 导致有 能力来预测从机械加工行为和物理 性质 的工作 及其 工具。 本章安排 了 除本介 绍之外的 三个部分：滑移线场模型，从而使成连续切屑形成 具有很 大的启示，但这 最终 是令人沮丧的，因为它最终没有提供 去 删除以上 所 指非唯一 性 的 办法 ；考虑到建模的工作流引入应力变化的影响这消除了非唯一性，即使只 通过 一个近似的方式 ； 第一个实例，以对切屑形成的正交 模型来扩展更多的一般的三维（非正交）的条件。这是一个第 2 章与现代数值（有限元）制作 经典材料之间 的 过渡章 节 第 7 章。 6.2 滑线场模拟 毕业设计英文翻译 6 第 2 章介绍了两个早期 的 平面的剪切角依赖摩擦和斜角的理论。根据Merchant（ 1945）（方程（ 2.9） 切屑 的形成发生在一个给定摩擦最低能量的条件下。据 Lee 和 Shaffer（ 1951 年）（方程（ 2.10） ， 剪切面的夹角是由在第二剪切带相关的塑性流动摩擦角规则。 Lee 和 Shaffer 的贡献首次是在 slipline的 切屑形成磁场模型。 6.2.1 滑移线场理论 滑移线场理 论适用于平面应变（二维）的塑 性 流动。材料的力学性能 被 简化为刚性，完全塑料。这就是说，它的弹性模量被认为是 不定 的（刚性）及其塑性流动时发生的应用 是最大 剪应力达到某一临界值， k， 它 不随条件 ， 如应变，应变率和温度流动 的变化而变化 。对于这样一个在 平面 上的理想化材料，应变塑性状态，滑移线场理论发展的压力和速度如何可以改变规则。这些被认为是 在 详细附录 1 之中 。一个简短的部分 在 这里给出 了 摘要，足以使该理论应用到加工 中 。 首先：什么是滑移线和滑移线场 ；以及他们有用吗？一个平面材料的应力应变加载的 分析 结论是，在任何一点上 都 有两 个 正交方向 ， 其中剪应力方向 为 最大值。此外，在 这些方向 直接 应力 是平等的（和平等的静水压力）。然而，这些方向可以从 一个 点到另一个点 而 改变。如果材料是加载塑性，应力状态完全是所描述的最大剪应力常数 K 值，以及方向和静水压力各不相同 的 点。 A 线，一般弯曲，沿其长度最大剪应力方向都被称为滑移线。一个滑移线是正交曲线滑 移 在塑料地 带 现有生产线配套。滑线场理论是构建在特定情况下的滑移线场（例如规则加工）和计算领域内的静水压力 的 变化 之上 。 该文章摘自： Metal MachiningTheory and Applications Thomas Childs University of Leeds,UK Katsuhiro Maekawa Ibaraki University,Japan Toshiyuki Obikawa Tokyo Institute of Technology,Japan Yasuo Yamane Hiroshima University,Japan Copublished in North,Central and South America by John Wiley & Sons Inc.,605 Third Avenue, New York,NY 101580012 毕业设计英文翻译 7 Experimental methods (Chao et al.,1961) and on the chip surface (Friedman and Lenz,1970). With the development of infrared sensitive photographic film,temperature fields on the side face of a chipand tool have been recorded (Boothroyd,1961) and television type infrared sensitive video equipment has been used by Harris et al. (1980). Infrared sensors have continued to develop,based on both heat sensing and semiconductor quantum absorption principles. The sensitivity of the second of these is greater than the first,and its time constant is quite small too in the range of ms to ms. Figure 5.21 shows a recent example of the use of the second type. Two sensors,anInSb type sensitive in the 1 mm to 5 mm wavelength range and a HgCdTetype,sensitive from 6 mm to 13 mm, were used:more sensitive temperature measurements may be made by comparing the signals from two different detectors. Most investigations of temperature in metal cutting have been carried out to understand the process better. In principle,temperature measurement might be used for condition monitoring,for example to warn if tool flank wear is leading to too hot cutting conditions. However,particularly for radiant energy measurements and in production conditions,calibration issues and the difficulty of ensuring the radiant energy path from the cutting zone to the detector is not interrupted,make temperature measurement for such a purpose not reliable enough. Monitoring the acoustic emissions from cutting is 毕业设计英文翻译 8 Fig. 5.21 Experimental set-up for measuring the temperature of a chips back surface at the cutting point, using a diamond tool and infrared light, after Ueda et al. (1998) Acoustic emission 155 anotherway,albeit an indirect method,to study the state of the process,and this is considered next. 5.4Acoustic emission The dynamic deformation of materials for example the growth of cracks,the deformation of inclusions,rapid plastic shear,even grain boundary and dislocation movements is accompanied by the emission of elastic stress waves. This is acoustic emission (AE).Emissions occur over a wide frequency range but typically from 100kHz to 1MHz.Although the waves are of very small amplitude,they can be detected by sensors madefrom strongly piezoelectric materials,such as BaTiO3 or PZT (Pb(ZrxTi1x)O3； x = 0.5 to0.6). Figure 5.22 shows the structure of a sensor. An acoustic wave transmitted into thesensor causes a direct stressE(DL/L) where E is the sensors Youngs modulus, L is itlength and DL is its change in length. The stress creates an electric field T = g33E(DL/L)(5.7a) where g33 is the sensor materials piezoelectric stress coefficient. The voltage across thesensor,TL,is then V = g33EDL (5.7b) Typical values of g33 and E for PZT are 24.4 103 Vm/N and 58.5GPa. It is possible,withamplification,to detect voltages as small as 0.01 mV. These values substituted intoequation (5.7b) lead to the possibility of detecting length changes DL as small as 7 1015m:for a sensor with L = 10mm,that is equivalent to a minimum strain of 7 1013. AE 毕业设计英文翻译 9 Fig. 5.22 Structure of an AE sensor 156 Experimental methods Fig. 5.23 An example of an AE signal and signal processingstrain sensing is much more sensitive than using wire strain gauges,for which the minimum detectable strain is around 106. The electrical signal from an AE sensor is processed in two stages. It is first passedthrough a low noise pre-amplifier and a band-pass filter (100kHz to 1MHz). The resulting signal typically has a complicated form,based on events,such as in Figure 5.23. In thesecond stage of processing,the main features of the signal are extracted,such as thenumber of events,the frequency of pulses with a voltage exceeding some threshold valueVL,the maximum voltage VT,or the signal energy. 毕业设计英文翻译 10 The use of acoustic emission for condition monitoring has a number of advantages. Asmall number of sensors,strategicallyplaced,can survey the whole of a mechanicalsystem. The source of an emission can be located from the different times the emissiontakes to reach different sensors. Its high sensitivity has already been mentioned. It is alsoeasy to record； and acoustic emission measuring instruments are lightweight and small.However,it also has some disadvantages. The sensors must be attached directly to thesystem being monitored:this leads to long term reliability problems. In noisy conditions itcan become impossible to isolate events. Acoustic emission is easily influenced by thestate of the material being monitored,its heat treatment,pre-strain and temperature. Inaddition,because it is not obvious what is the relationship between the characteristics ofacoustic emission events and the state of the system being monitored,there is even moreneed to calibrate or train the measuring system than there is with thermal radiationmeasurements. In machining,the main sources of AE signals are the primary shear zone,the chiptooland toolwork contact areas,the breaking and collision of chips,and the chipping andfracture of the tool. AE signals of large power are generally observed in the range 100kHzto 300kHz. Investigations of their basic properties and uses in detecting tool wear andchipping have been the subject of numerous investigations,for example Iwata andMoriwaki (1977),Kakino (1984) and Diei and Dornfeld (1987). The potential of using AE is seen in Figure 5.24. It shows a relation between flank wear VB and the amplitude level References 157 Fig. 5.24 Relation between flank wear VB and amplitude of AE signal, after Miwa et al. (1981)of an AE signal in turning a 0.45% plain carbon steel 毕业设计英文翻译 11 (Miwa,1981). The larger the flankwear,the larger the AE signal,while the rate of change of signal with wear changes withthe cutting conditions,such as cutting speed. References Boothroyd,G. (1961) Photographic technique for the determination of metal cutting temperatures.British J. Appl. Phys. 12,238242. Chao,B.T.,Li,H.L. and Trigger,K.J. (1961) An experimental investigation of temperature distribution at tool flank surface. Trans. ASME J. Eng. Ind. 83,496503. Diei,E.N. and Dornfeld,D.A. (1987) Acoustic emission from the face milling process the effectsof process variables. Trans ASME J. Eng. Ind. 109,9299. Friedman,M.Y. and Lenz,E. (1970) Determination of temperature field on upper chip face. AnnalsCIRP 19(1),395398. 158 Experimental methods Harris,A.,Hastings,W.F. and Mathew,P. (1980) The experimental measurement of cutting temperature. In: Proc. Int. Conf. on Manufacturing Engineering,Melbourne,2527 August,pp. 3035. Iwata,I. and Moriwaki,T. (1977) An application of acoustic emission to in-process sensing of toolwear. Annals CIRP 26(1),2126. Kakino,K. (1984) Monitoring of metal cutting and grinding processes by acoustic emission. J.Acoustic Emission 3,108116. Miwa,Y.,Inasaki,I. and Yonetsu,S. (1981) In-process detection of tool failure by acoustic emissionsignal. Trans JSME 47,16801689. Reichenbach,G.S. (1958) Experimental measurement of metal cutting temperature distribution.Trans ASME 80,525540. Schwerd,F. (1933) Uber die bestimmung des temperaturfeldesbeimspanablauf. Zeitschrift VDI 77,211216. Shaw,M.C. (1984) Metal Cutting Principles. Oxford:Clarendon Press.Trent,E.M. (1991) Metal Cutting,3rd edn. Oxford:Butterworth Heinemann.Ueda,T.,Sato,M. and Nakayama,K. (1998) The temperature of a single crystal diamond tool inturning. Annals CIRP 47(1),4144. Williams,J.E,Smart,E.F. and Milner,D. (1970) The metallurgy of machining,Part 1. Metallurgia 毕业设计英文翻译 12 6 Advances in mechanics 6.1Introduction Chapter 2 presented initial mechanical,thermal and tribological considerations of themachining process. It reported on experimental studies that demonstrate that there is nounique relation between shear plane angle,friction angle and rake angle； on evidence thatpart of this may be the influence of workhardening in the primary shear zone； on hightemperature generation at high cutting speeds； and on the high stress conditions on the rakeface that make a friction angle an inadequate descriptor of friction conditions there.Chapters 3 to 5 concentrated on describing the properties of work and tool materials,thenature of tool wear and failure and on experimental methods of following the machiningprocess. This sets the background against which advances in mechanics may be described,leading to the ability to predict machining behaviours from the mechanical and physicalproperties of the work and tool. This chapter is arranged in three sections in addition to this introduction:an account ofslip-line field modelling,which gives much insight into continuous chip formation butwhich is ultimately frustrating as it offers no way to remove the non-uniqueness referredto above； an account of the introduction of work flow stressvariation effects intomodelling that removes the non-uniqueness,even though only in an approximate manner in thefirst instance； and an extension of modelling from orthogonal chip formation to moregeneral three-dimensional (non-orthogonal) conditions. It is a bridging 毕业设计英文翻译 13 chapter,betweenthe classical material of Chapter 2 and modern numerical (finite element) modelling inChapter 7. 6.2Slip-line field modeling Chapter 2 presented two early theories of the dependence of the shear plane angle on thefriction and rake angles. According to Merchant (1945) (equation (2.9) chip formationoccurs at a minimum energy for a given friction condition. According to Lee and Shaffer(1951) (equation (2.10) the shear plane angle is related to the friction angle by plastic flowrules in the secondary shear zone. Lee and Shaffers contribution was the first of the slipline field models of chip formation. 160 Advances in mechanics 6.2.1Slip-line field theory Slip-line field theory applies to plane strain (two-dimensional) plastic flows. A materialsmechanical properties are simplified to rigid,perfectly plastic. That is to say,its elasticmoduli are assumed to be infinite (rigid) and its plastic flow occurs when the applied maximum shear stress reaches some critical value, k,which does not vary with conditions ofthe flow such as strain,strain-rate or temperature. For such an idealized material,in a planestrain plastic