本文關鍵詞：切削顫振系統(tǒng)動態(tài)特性分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：顫振是金屬切削加工過程中刀具與工件之間產生的一種強烈的相對振動,屬于自激振動。顫振降低加工質量與切削效率,降低刀具、機床的使用壽命,產生污染周圍環(huán)境的切削噪聲,甚至導致人身傷亡與機床加工的重大事故。因此,對于顫振的研究具有較高的實際意義。 首先,本文講述動態(tài)系統(tǒng)的一些基本概念和切削顫振的線性理論,作為非線性理論方面的研究成果的基礎。引入平衡點、極限環(huán)及其穩(wěn)定性的概念,以此為基礎我們討論自激振動的特點和機制。在金屬切削過程中,由于反饋量與反饋方式的不同,可以有不同類型的顫振以及不同的失穩(wěn)方式,我們分別對速度反饋、位移反饋以及模態(tài)耦合三種不同機制的切削顫振進行線性建模,對其機理做了比較詳盡的分析和研究。 其次,本文闡述了本文在切削顫振非線性理論方面的成果。首先介紹由其他學者提出的一個非線性顫振模型,該模型反映了機床結構的非線性剛度這一非線性因素,論述了這一模型的成就,指出了它所面臨的困難和所存在的問題。然后,引入刀具振離工件材料這一非線性因素,建立了一個新的非線性顫振模型,詳細討論了這一模型的特性及其所導致的結論,如振幅穩(wěn)定性,以及諸切削參數(shù)對于穩(wěn)定振幅的影響等等。緊接著將切削過程中兩個基本的非線性因素同時納入考慮:刀刃的運動軌跡的一部分越出工件材料之外和切削力對于切削厚度的非線性依賴關系,建立了關于自激振動的一個更為完美的理論模型。此模型能夠解釋和預測有限振幅顫振的兩個重要現(xiàn)象:振幅自穩(wěn)定性和有限振幅不穩(wěn)定,這些現(xiàn)象是傳統(tǒng)的線性理論所無法解釋的。 最后,通過實驗驗證本文所提出的切削顫振模型,理論預測的結果和實驗數(shù)據(jù)相符合;并采用非線性數(shù)字建模和仿真的方法研究切削過程的顫振機理,揭示顫振發(fā)生、發(fā)展和最終走向穩(wěn)定的全過程;剖析切削用量對于這一過程的影響,以達到預測和控制顫振的目的,為整體葉盤數(shù)控加工時顫振的在線監(jiān)測和控制提供理論依據(jù)。
【關鍵詞】：顫振 相圖 極限環(huán) 非線性 振幅不穩(wěn)定性 數(shù)字仿真
【學位授予單位】：西北工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2006
【分類號】：TG506
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第一章 緒論7-14
• 1.1 課題的提出背景及實際意義7-8
• 1.2 國內外的發(fā)展現(xiàn)狀8-13
• 1.2.1 顫振機理與模型8-9
• 1.2.2 顫振預防與控制9-11
• 1.2.3 顫振的在線監(jiān)控與控制11-13
• 1.3 本課題的來源和主要研究內容13-14
• 第二章 機床顫振機理14-47
• 2.1 自激振動的特點和機制14-19
• 2.1.1 相平面、平衡點、極限環(huán)及其穩(wěn)定性14-17
• 2.1.2 自激振動的特點17-19
• 2.2 速度反饋引起的切削顫振19-26
• 2.2.1 切削過程中的速度反饋機制19-21
• 2.2.2 速度反饋所形成的負阻尼21-22
• 2.2.3 自激振動的能量機制22-24
• 2.2.4 能量平衡與振幅穩(wěn)定性24-26
• 2.3 位移延時反饋引起的切削顫振26-39
• 2.3.1 位移反饋、負剛度與靜態(tài)不穩(wěn)定性26-28
• 2.3.2 位移的延時反饋28-29
• 2.3.3 金屬切削過程中的再生顫振29-39
• 2.4 模態(tài)耦合引起的切削顫振39-47
• 2.4.1 模態(tài)耦合與模態(tài)耦合系統(tǒng)的穩(wěn)定性39-43
• 2.4.2 金屬切削中模態(tài)耦合自激振動43-47
• 第三章 非線性再生顫振建模47-73
• 3.1 考慮機床結構非線性剛度的切削顫振模型48-52
• 3.1.1 模型的要點與成就48-51
• 3.1.2 模型的困難與問題51-52
• 3.2 基于刀刃振離工件的非線性單因素的切削顫振模型52-62
• 3.2.1 描述切削顫振的微分方程52-58
• 3.2.2 機床的穩(wěn)定性和穩(wěn)定性圖58-60
• 3.2.3 各種因素對穩(wěn)定振幅的影響60-62
• 3.3 基于刀刃振離工件和切削力的非線性雙因素的切削顫振模型62-73
• 3.3.1 有限振幅不穩(wěn)定性分析62-67
• 3.3.2 機床的穩(wěn)定性和穩(wěn)定性圖67-70
• 3.3.3 切削用量對于非線性顫振過程的影響70-73
• 第四章 顫振過程實驗論證和數(shù)字仿真73-87
• 4.1 切削顫振試驗73-77
• 4.2 切削顫振過程的數(shù)字仿真77-87
• 4.2.1 運動方程77-80
• 4.2.2 數(shù)字仿真方法80-81
• 4.2.3 數(shù)字仿真結果81-87
• 第五章 總結87-88
• 參考文獻88-90
• 攻讀學位期間發(fā)表的論文90-91
• 致謝91-92
• 西北工業(yè)大學學位論文知識產權聲明書92
• 西北工業(yè)大學學位論文原創(chuàng)性聲明92

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