本文關鍵詞：減振鏜桿非線性特性分析及電路實現

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【摘要】：論文結合國家自然科學基金項目《半主動動力吸振鏜桿的非線性動力學與控制》(項目編號:11172184),通過MATLAB對二自由度鏜桿非線性系統進行動力學理論分析及其參數優(yōu)化,利用MULTISIM設計二自由度鏜桿的電路原理圖。第一章,闡述了減振鏜桿在國家機械加工尤其是深孔切削加工過程中的重要性,詳細介紹了國內外學者在減振鏜桿顫振抑制方面的理論研究,以及專家學者在非線性動力學系統電路實現方面的理論分析,明確了對系統進行電路實現的意義,提出了論文的主要研究內容。第二章,介紹了解析法、數值仿真、無量綱化等相關概念,建立了單自由度鏜桿的物理模型及其動力學方程,基于MATLAB對系統進行了數值仿真,建立了單自由度鏜桿的SIMULINK仿真模型,繪制了單自由度鏜桿的幅頻特性曲線與時域特性曲線,為第三章與二自由度鏜桿對比做準備。第三章,介紹了機加工中的常見振動類型,分析了切削參數與系統動態(tài)切削力之間的關系,建立了二自由度鏜桿的物理模型及其動力學方程,基于MATLAB對系統進行了數值仿真,建立了二自由度鏜桿的SIMULINK仿真模型,繪制了二自由度鏜桿的幅頻特性曲線與時域特性曲線,與第二章單自由度鏜桿對比證明二自由度鏜桿的優(yōu)越性。第四章,通過切削力公式分析了切削參數(切削速度、背吃刀量、進給量)對系統幅頻切削力大小的影響,基于MATLAB分析了不同切削參數的大小對二自由度鏜桿系統幅頻特性曲線最大幅值的影響,為實際切削加工切削參數的選擇提供了理論基礎。繪制了系統二自由度鏜桿的時域特性曲線,分析了鏜桿桿體質量m1、減振塊質量m2、彈性系數k1、k2與阻尼c2與系統時域特性的關系,對系統參數進行優(yōu)化。第五章,介紹了系統相平面與龐加萊截面的定義及繪制方法,分析了不同激振頻率下系統的相平面和龐加萊截面,得到二自由度鏜桿系統的非線性特性。第六章,提出了模塊化設計思想,利用MULTISIM仿真軟件中的積分運算、加減法運算、乘法運算電路代替系統SIMULINK仿真模型中的相應模塊,繪制了單自由度鏜桿與二自由度鏜桿的模擬電路仿真原理圖。打開MULTISIM仿真開關,觀察系統相軌跡,同MATLAB系統相空間對比,證明系統電路原理圖的可行性。第七章,介紹了論文的主要研究工作和研究成果,展望了未來的研究工作。
【關鍵詞】：減振鏜桿 MATLAB 切削參數 相空間 龐加萊截面 MULTISIM
【學位授予單位】：石家莊鐵道大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG53
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-18
• 1.1 課題研究背景10-11
• 1.2 國內外研究現狀11-16
• 1.2.1 國內外二自由度鏜桿的研究現狀11-14
• 1.2.2 國內外非線性電路的研究現狀14-16
• 1.3 研究內容16-17
• 1.4 研究意義17-18
• 第二章 單自由度鏜桿模型及其動力學分析18-28
• 2.1 模型計算方法及理論基礎18-23
• 2.1.1 解析法18-20
• 2.1.2 數值模擬20-21
• 2.1.3 無量綱化21-23
• 2.2 單自由度鏜桿模型及其幅頻特性23-26
• 2.2.1 單自由度鏜桿模型的建立23
• 2.2.2 單自由度鏜桿的幅頻特性曲線23-26
• 2.3 單自由度鏜桿的時域特性曲線26-27
• 2.4 本章小結27-28
• 第三章 二自由度鏜桿模型及其動力學分析28-41
• 3.1 常見機加工振動類型及其對產品質量的影響28
• 3.2 切削參數與切削力之間的關系28-29
• 3.3 二自由度鏜桿模型的建立29-31
• 3.4 二自由度鏜桿的時域特性31-35
• 3.5 二自由度鏜桿的幅頻特性35-40
• 3.6 本章小結40-41
• 第四章 切削參數與系統參數優(yōu)化41-56
• 4.1 切削參數優(yōu)化41-48
• 4.1.1 切削系統切削速度與二自由度鏜桿振動的關系41-43
• 4.1.2 切削系統進給量與二自由度鏜桿振動的關系43-44
• 4.1.3 切削系統背吃刀量與二自由度鏜桿振動的關系44-46
• 4.1.4 切削參數綜合作用與二自由度鏜桿振動的關系46-48
• 4.2 系統參數優(yōu)化48-55
• 4.2.1 鏜桿桿體質量m1對系統時域特性的影響48-50
• 4.2.2 減振塊質量m2對系統時域特性的影響50-51
• 4.2.3 彈性系數k1對系統時域特性的影響51-52
• 4.2.4 彈性系數k2對系統時域特性的影響52-54
• 4.2.5 阻尼系數c2對系統時域特性的影響54-55
• 4.3 本章小結55-56
• 第五章 減振鏜桿系統的非線性特性56-63
• 5.1 相空間與相軌56-59
• 5.2 Poincare映射與流形59-63
• 第六章 電路模擬63-75
• 6.1 電路設計理論基礎63-68
• 6.1.1 電路設計依據63-64
• 6.1.2 MULTISIM電路仿真軟件介紹64-65
• 6.1.3 常用運算放大器65-68
• 6.2 單自由度鏜桿電路仿真68-70
• 6.2.1 單自由度鏜桿SIMULINK模型圖68-69
• 6.2.2 單自由度鏜桿電路原理圖69-70
• 6.3 二自由度鏜桿電路仿真70-75
• 6.3.1 二自由度鏜桿SIMULINK模型圖70-72
• 6.3.2 二自由度鏜桿電路原理圖72-75
• 第七章 結論與展望75-77
• 7.1 結論75-76
• 7.2 展望76-77
• 參考文獻77-81
• 致謝81-82
• 個人簡歷、在學期間的研究成果及發(fā)表的學術論文82

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本文編號：599185