減振鏜桿非線性特性分析及電路實(shí)現(xiàn)
本文關(guān)鍵詞:減振鏜桿非線性特性分析及電路實(shí)現(xiàn)
更多相關(guān)文章: 減振鏜桿 MATLAB 切削參數(shù) 相空間 龐加萊截面 MULTISIM
【摘要】:論文結(jié)合國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目《半主動動力吸振鏜桿的非線性動力學(xué)與控制》(項(xiàng)目編號:11172184),通過MATLAB對二自由度鏜桿非線性系統(tǒng)進(jìn)行動力學(xué)理論分析及其參數(shù)優(yōu)化,利用MULTISIM設(shè)計(jì)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(jī)械加工尤其是深孔切削加工過程中的重要性,詳細(xì)介紹了國內(nèi)外學(xué)者在減振鏜桿顫振抑制方面的理論研究,以及專家學(xué)者在非線性動力學(xué)系統(tǒng)電路實(shí)現(xiàn)方面的理論分析,明確了對系統(tǒng)進(jìn)行電路實(shí)現(xiàn)的意義,提出了論文的主要研究內(nèi)容。第二章,介紹了解析法、數(shù)值仿真、無量綱化等相關(guān)概念,建立了單自由度鏜桿的物理模型及其動力學(xué)方程,基于MATLAB對系統(tǒng)進(jìn)行了數(shù)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(shí)域特性曲線,為第三章與二自由度鏜桿對比做準(zhǔn)備。第三章,介紹了機(jī)加工中的常見振動類型,分析了切削參數(shù)與系統(tǒng)動態(tài)切削力之間的關(guān)系,建立了二自由度鏜桿的物理模型及其動力學(xué)方程,基于MATLAB對系統(tǒng)進(jìn)行了數(shù)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(shí)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(shù)(切削速度、背吃刀量、進(jìn)給量)對系統(tǒng)幅頻切削力大小的影響,基于MATLAB分析了不同切削參數(shù)的大小對二自由度鏜桿系統(tǒng)幅頻特性曲線最大幅值的影響,為實(shí)際切削加工切削參數(shù)的選擇提供了理論基礎(chǔ)。繪制了系統(tǒng)二自由度鏜桿的時(shí)域特性曲線,分析了鏜桿桿體質(zhì)量m1、減振塊質(zhì)量m2、彈性系數(shù)k1、k2與阻尼c2與系統(tǒng)時(shí)域特性的關(guān)系,對系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。第五章,介紹了系統(tǒng)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(tǒng)的相平面和龐加萊截面,得到二自由度鏜桿系統(tǒng)的非線性特性。第六章,提出了模塊化設(shè)計(jì)思想,利用MULTISIM仿真軟件中的積分運(yùn)算、加減法運(yùn)算、乘法運(yùn)算電路代替系統(tǒng)SIMULINK仿真模型中的相應(yīng)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(guān),觀察系統(tǒng)相軌跡,同MATLAB系統(tǒng)相空間對比,證明系統(tǒng)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(guān)鍵詞】:減振鏜桿 MATLAB 切削參數(shù) 相空間 龐加萊截面 MULTISIM
【學(xué)位授予單位】:石家莊鐵道大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)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(nèi)外研究現(xiàn)狀11-16
- 1.2.1 國內(nèi)外二自由度鏜桿的研究現(xiàn)狀11-14
- 1.2.2 國內(nèi)外非線性電路的研究現(xiàn)狀14-16
- 1.3 研究內(nèi)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(xué)分析18-28
- 2.1 模型計(jì)算方法及理論基礎(chǔ)18-23
- 2.1.1 解析法18-20
- 2.1.2 數(shù)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(shí)域特性曲線26-27
- 2.4 本章小結(jié)27-28
- 第三章 二自由度鏜桿模型及其動力學(xué)分析28-41
- 3.1 常見機(jī)加工振動類型及其對產(chǎn)品質(zhì)量的影響28
- 3.2 切削參數(shù)與切削力之間的關(guān)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(shí)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(jié)40-41
- 第四章 切削參數(shù)與系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化41-56
- 4.1 切削參數(shù)優(yōu)化41-48
- 4.1.1 切削系統(tǒng)切削速度與二自由度鏜桿振動的關(guān)系41-43
- 4.1.2 切削系統(tǒng)進(jìn)給量與二自由度鏜桿振動的關(guān)系43-44
- 4.1.3 切削系統(tǒng)背吃刀量與二自由度鏜桿振動的關(guān)系44-46
- 4.1.4 切削參數(shù)綜合作用與二自由度鏜桿振動的關(guān)系46-48
- 4.2 系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化48-55
- 4.2.1 鏜桿桿體質(zhì)量m1對系統(tǒng)時(shí)域特性的影響48-50
- 4.2.2 減振塊質(zhì)量m2對系統(tǒng)時(shí)域特性的影響50-51
- 4.2.3 彈性系數(shù)k1對系統(tǒng)時(shí)域特性的影響51-52
- 4.2.4 彈性系數(shù)k2對系統(tǒng)時(shí)域特性的影響52-54
- 4.2.5 阻尼系數(shù)c2對系統(tǒng)時(shí)域特性的影響54-55
- 4.3 本章小結(jié)55-56
- 第五章 減振鏜桿系統(tǒng)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(shè)計(jì)理論基礎(chǔ)63-68
- 6.1.1 電路設(shè)計(jì)依據(jù)63-64
- 6.1.2 MULTISIM電路仿真軟件介紹64-65
- 6.1.3 常用運(yùn)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(jié)論與展望75-77
- 7.1 結(jié)論75-76
- 7.2 展望76-77
- 參考文獻(xiàn)77-81
- 致謝81-82
- 個(gè)人簡歷、在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文82
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,本文編號:599185
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