1. Повышение производительности по машинному времени
2. Уменьшение износа и увеличение стойкости круга
3. Высокое качество обработанной поверхности
4. Возможность работать с повышенной продольной и поперечной подачей при соответствующем увеличении скорости вращения обрабатываемой детали.

Скоростное шлифование предъявляет особые требования к шлифовальному кругу. К числу которых относится, в первую очередь, прочность. Проблемы выбора материала, с достаточным сопротивлением его на разрыв от действия центробежных сил, возникают уже при скоростях до 50-70 м/с. Существуют конструкции, выдерживающие до 160 м/с.

Для достижения скорости 350 м/с и более была предложена специальная конструкция – шлифовальный круг для алмазно-абразивной обработки состоящий из металлического корпуса с отверстиями, в которые устанавливаются цилиндрические шлифующие сегменты [2].

Основные параметры круга:

- максимальный диаметр круга до 250 мм;

- максимальная ширина до 40 мм;

- максимальная рабочая скорость обработки до 400 м/с;

- количество обрабатывающих элементов – 16 штук;

Шлифовальный круг состоит из корпуса и обрабатывающих элементов. Материал корпуса – 13Х11Н2В2МФ-Ш. Свойства материала:

Е=196200 МПа  – модуль упругости;

μ=0,3 – коэффициент Пуассона;

σ_в=1079МПа – предел прочности;

σ_0,2= 932МПа – предел текучести;

δ=1,5% – относительное удлинение;

ρ=7800 к г/м³ – плотность.

Необходимо определить надежность, такой конструкции. В основе теории расчета дисков лежат два допущения:

1. Радиальные напряжения  и окружные напряжения  постоянны по толщине диска.
2. В площадках, нормаль к которым направлена параллельно оси вращения, напряжения отсутствуют .

Эти два допущения не вносят существенных  погрешностей в расчет, если толщина диска составляет не больше 30..40% от его внешнего радиуса. Из допущений и обязательного условия для этой теории осевой симметрии следует, что по граням элемента диска касательные напряжения отсутствуют.

Если первое допущение упрощает расчет и в оконечном счете отражается лишь на точности полученного результата (приемлемая точность), то второе ограничивает возможности применения полученных методик для дисков произвольного профиля.

Для диска постоянной толщины радиальные и окружные напряжения определяются по формулам [3]:

где     – плотность материала;  – угловая скорость;  – радиус расчетного сечения;  – радиус центрального отверстия;  – радиус периферии

При параметрах разрабатываемого высокоскоростного шлифовального круга максимальные радиальные и окружные напряжения в центре будут .

Существует  большое количество различных методов определения напряжений в диске произвольного профиля. В основном эти методы подразделяются на три группы:

1. Методы разбивки на участки
2. Методы конечных разностей
3. Интегральные методы

В методах первой группы диск заменяют в пределах небольших участков диском другого профиля, для которого известно точное решение.

В методах второй группы используют линейную аппроксимацию функций на отдельных участках диска.

В методах третьей группы применяют способ последовательных приближений (методы Р. С. Кинасошвили, Томпсона, И. Ш. Неймана и И.С. Королева).

Главное, что все эти методы являются по своей сути численными и их использование не даст более точных  результатов чем МКЭ в ANSYS, в силу того, что в них заложены допущения искажающие физическую модель.

В методе Кинасошвили, к примеру, есть коэффициент выбирающийся из диапазона полученного из практики расчетов. Его метод примечателен лишь тем, что позволяет получить сравнительно более быстрый ответ, за счет меньшего числа операций. Томпсон в своей работе составляет интегральное уравнение и не указывает на пути его решения.

Стоит также отметить, что эти методы не позволяют определить местные напряжения, которые важно учитывать для циклического нагружения.

В работе [4] была создана параметрическая расчетная модель на базе ANSYS. Такой подход применим лишь конструкциям относительно простой геометрической формы.