本文關(guān)鍵詞：考慮扭轉(zhuǎn)振動的銑削穩(wěn)定性建模與仿真分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：切削顫振是指在無周期外力作用下,發(fā)生在切削過程中因加工系統(tǒng)本身特性所引起的一種自激振動現(xiàn)象,它嚴重影響切削加工的質(zhì)量與效率。當切削刀具在扭轉(zhuǎn)方向剛性較弱時,切削顫振不僅發(fā)生在橫向上,而且也會發(fā)生的扭轉(zhuǎn)方向上,進而導致在圓角部位產(chǎn)生明顯的振動紋路。因此,建立考慮扭轉(zhuǎn)振動的切削動力學模型,實現(xiàn)高效無顫振切削意義重大。本文擬對考慮扭轉(zhuǎn)振動的銑削動力學建模及仿真技術(shù)開展理論與試驗研究,其主要內(nèi)容如下:首先,介紹了常規(guī)二自由度銑削動力學建模過程及其經(jīng)典的解析、半離散求解方法,在程序上實現(xiàn)了常規(guī)二自由度銑削穩(wěn)定性預測,為后續(xù)研究奠定了基礎(chǔ)。其次,采用有限元分析方法對銑刀進行了模態(tài)分析,獲得了立銑刀的固有頻率與振型。在此基礎(chǔ)上,通過將銑削系統(tǒng)簡化為三自由度振動系統(tǒng)(兩個橫向振動、一個扭轉(zhuǎn)振動),推導出了其動力學模型,采用改進的半離散法對動力學模型進行了求解。基于動力學建模成果,在Matlab平臺上,采用GUI界面實現(xiàn)了考慮扭轉(zhuǎn)振動的銑削穩(wěn)定性預測。借助于所開發(fā)動力學仿真系統(tǒng),分析了模態(tài)參數(shù)改變對銑削穩(wěn)定性的影響,得出了一些對實際工程應用有指導意義的結(jié)論。最后,進行了顫振穩(wěn)定域驗證試驗,證實了所建模型及仿真程序的正確性。
【關(guān)鍵詞】：扭轉(zhuǎn)振動 動力學模型 半離散法 顫振穩(wěn)定性
【學位授予單位】：湖南工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TG54
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-17
• 1.1 論文研究的背景及意義9-10
• 1.1.1 課題來源9
• 1.1.2 論文的研究背景9
• 1.1.3 論文研究的目的和意義9-10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-15
• 1.2.1 顫振機理研究10-11
• 1.2.2 切削力建模研究11-13
• 1.2.3 扭轉(zhuǎn)振動及扭振建模研究13
• 1.2.4 銑削動力學建模與顫振穩(wěn)定性分析13-15
• 1.3 論文的主要研究內(nèi)容及結(jié)構(gòu)15-17
• 1.3.1 主要研究內(nèi)容15-16
• 1.3.2 論文的章節(jié)結(jié)構(gòu)16-17
• 第二章 二自由度系統(tǒng)銑削穩(wěn)定性建模及模型求解17-29
• 2.1 二自由度銑削系統(tǒng)的動力學建模17-20
• 2.1.1 銑削動力學方程的建立17-18
• 2.1.2 瞬時切削力厚度模型18-19
• 2.1.3 瞬時切削力模型19-20
• 2.2 顫振穩(wěn)定性模型解析法求解20-22
• 2.3 基于半離散法的銑削穩(wěn)定性分析22-26
• 2.4 仿真實例26-27
• 2.5 本章小結(jié)27-29
• 第三章 考慮扭轉(zhuǎn)振動的銑削穩(wěn)定性建模與模型求解29-42
• 3.1 硬質(zhì)合金立銑刀實體建模與模態(tài)分析29-31
• 3.1.1 硬質(zhì)合金立銑刀的模型29-30
• 3.1.2 立銑刀模態(tài)分析30-31
• 3.2 考慮扭轉(zhuǎn)振動的銑削過程動力學建模31-37
• 3.2.1 動態(tài)銑削力模型31-32
• 3.2.2 瞬時切削力厚度計算32-33
• 3.2.3 動態(tài)切削力計算33-37
• 3.3 考慮扭轉(zhuǎn)振動的銑削穩(wěn)定性建模分析37-41
• 3.4 本章小結(jié)41-42
• 第四章 基于Matlab的銑削加工穩(wěn)定域仿真程序開發(fā)42-51
• 4.1 開發(fā)平臺的選用42-43
• 4.2 考慮扭轉(zhuǎn)振動的銑削穩(wěn)定性仿真程序開發(fā)43-45
• 4.2.1 仿真功能的實現(xiàn)43
• 4.2.2 程序界面設(shè)計43-44
• 4.2.3 仿真結(jié)果輸出44-45
• 4.3 考慮扭轉(zhuǎn)振動的銑削穩(wěn)定性的仿真實例45-47
• 4.4 扭轉(zhuǎn)方向的模態(tài)參數(shù)對銑削穩(wěn)定性的影響47-50
• 4.5 本章小結(jié)50-51
• 第五章 考慮扭轉(zhuǎn)振動的銑削穩(wěn)定性試驗驗證51-61
• 5.1 實驗條件51-52
• 5.2 模態(tài)錘擊試驗52-54
• 5.2.1 試驗方案52-53
• 5.2.2 模態(tài)參數(shù)測量實例53-54
• 5.3 扭轉(zhuǎn)方向模態(tài)參數(shù)測量54-56
• 5.3.1 試驗方案54-55
• 5.3.2 測量實例55-56
• 5.4 切削力系數(shù)辨識試驗56-59
• 5.4.1 切削力系數(shù)辨識理論公式56-57
• 5.4.2 切削力辨識試驗57-58
• 5.4.3 切削力的測量58
• 5.4.4 切削力系數(shù)的試驗結(jié)果58-59
• 5.5 銑削穩(wěn)定性驗證59-60
• 5.6 本章小結(jié)60-61
• 第六章 總結(jié)與展望61-62
• 參考文獻62-66
• 攻讀學位期間的主要研究成果66-67
• 致謝67

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本文編號：386066