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龙图腾网获悉太原理工大学申请的专利一种基于力-热分析的超声珩齿热行为控制方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN120408901B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-29发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202510905939.0，技术领域涉及：G06F30/17；该发明授权一种基于力-热分析的超声珩齿热行为控制方法是由郭璐;李一;武锋锋;杨慧著设计研发完成，并于2025-07-02向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于力-热分析的超声珩齿热行为控制方法在说明书摘要公布了：本发明涉及超声珩齿热加工技术领域，具体为一种基于力‑热分析的超声珩齿热行为控制方法，其包括构建具有不定耦合边界条件的超声变幅器三维谐振频率特征方程；研究珩轮单颗磨粒运动轨迹、磨损率与材料去除率得到单颗磨粒切削力，求得加工区域参与珩磨的磨粒数目，建立超声珩齿加工区域的动态磨削力模型，基于此，结合高阶函数曲线与移动热源理论，构建超声珩齿加工区域三维瞬态温度场分布模型，为超声珩齿提供热控制策略；最后建立超声珩齿的热‑结构耦合动力学平衡方程，揭示变幅杆热变形规律，实现对加工过程中变幅杆热变形的动态补偿，提高了硬齿面齿轮在经超声珩齿加工后的表面完整性及加工精度。

本发明授权一种基于力-热分析的超声珩齿热行为控制方法在权利要求书中公布了：1.一种基于力-热分析的超声珩齿热行为控制方法，其特征在于，包括以下步骤： 步骤1、建立具有不定耦合边界条件的超声变幅器三维谐振频率特征方程，精确求解超声变幅器的谐振频率； 步骤2、基于步骤1中所求得的超声变幅器的谐振频率，建立超声珩齿的动态磨削力模型； 步骤3、基于步骤2所建立的超声珩齿加工区域的动态磨削力模型，建立超声珩齿三维瞬态温度场分布模型； 步骤4、基于步骤3中所建立的超声珩齿加工区域三维瞬态温度场分布模型，建立超声珩齿热-结构耦合分析模型，通过超声珩齿热-结构耦合分析模型分析变幅杆的热变形规律，以实现对加工过程中变幅杆热变形的动态补偿；步骤4的子步骤为： 步骤4.1、基于步骤3中所建立的超声珩齿三维瞬态温度场分布模型对变幅杆的温度场分布情况进行离散化分析，将变幅杆沿轴向划分为若干个单元，求得变幅杆各单元所受的轴向力载荷及其所受的热弯矩载荷，将变幅杆各单元的变形视为线性问题，应用叠加原理，则对于变幅杆各单元有： （4-1）； 步骤4.2、建立直角坐标系，采用二节点变幅杆单元，定义二节点变幅杆单元的节点广义位移为： （4-2）， 公式（4-2）中，（i=1,2）表示节点位移，（i=1,2）表示转角矢量，在直角坐标系中，设单元节点所受广义力矢量为、单元节点热载荷为以及节点预应力为，建立变幅杆各单元的力平衡方程： （4-3）， 公式（4-3）中，为变幅杆各单元的刚度矩阵，为变幅杆各单元的广义位移； 步骤4.3、变幅杆各单元上任一点P变形前的矢径为，则变幅杆上任一单元发生形变后，变幅杆各单元上任一点P的矢径满足以下关系： （4-4）， 公式（4-4）中，P点的初始位置矢量在直角坐标系中表示为；变幅杆各单元的广义位移在直角坐标系中表示为，由此推得在直角坐标系中的表达式，以及P点在直角坐标系中的线速度、加速度； 步骤4.4、变幅杆各单元按照Euler-Bernoulli梁进行分析，据此求得变幅杆第个单元的动能与势能，设变幅杆被划分为个单元，则变幅杆整体的动能与势能表示为： （4-5）， 将变幅杆整体的动能与势能代入拉格朗日方程，导出其热动力学平衡方程为： （4-6）， 公式（4-6）中，为变幅杆整体结构质量矩阵，为变幅杆整体阻尼矩阵，为由决定的变幅杆整体刚度矩阵，为载荷矩阵，由此求得变幅杆的整体形变位移，其中为的一阶导，为的二阶导，通过变幅杆的整体形变位移，明确变幅杆在超声珩齿加工过程中的任一时间、任一位置的形变位移数值，因此通过形变位移数值能够分析变幅杆的热变形规律，以实现对加工过程中变幅杆热变形的动态补偿。

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