本文關(guān)鍵詞：考慮非線性過程阻尼的銑削過程動(dòng)力學(xué)建模及仿真分析

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【摘要】：由于兼?zhèn)涓呔扰c高效率,高效切削技術(shù)已在航空航天、軌道交通、汽車等領(lǐng)域的零件加工中被廣泛使用。顫振是制約高性能銑削的重要因素,通過對(duì)銑削加工過程進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析與建模,揭示銑削加工過程的特性與規(guī)律,采用科學(xué)合理的工藝參數(shù),可望實(shí)現(xiàn)高效無顫振切削。由于過程阻尼效應(yīng)在低速時(shí)尤為顯著,因此要實(shí)現(xiàn)鈦合金、鎳基合金等航空難加工材料的高效銑削時(shí),需要建立考慮過程阻尼影響的銑削動(dòng)力學(xué)模型。本文擬針對(duì)考慮過程阻尼影響的銑削動(dòng)力學(xué)建模開展研究,其主要內(nèi)容如下:將銑削系統(tǒng)簡(jiǎn)化為二自由度振動(dòng)系統(tǒng),在圓柱螺旋銑刀動(dòng)力學(xué)建模技術(shù)的基礎(chǔ)上,考慮銑削過程中的再生切削效應(yīng),構(gòu)建銑削加工過程動(dòng)力學(xué)模型。在此基礎(chǔ)上,分析過程阻尼產(chǎn)生機(jī)理,揭示過程阻尼效應(yīng)與切削參數(shù)的關(guān)系,對(duì)過程阻尼力進(jìn)行建模與求解,最后將過程阻尼納入到銑削加工動(dòng)力學(xué)模型中進(jìn)行數(shù)值求解。基于用于求解銑削穩(wěn)定性的經(jīng)典半離散方法,提出了用于求解考慮過程阻尼影響的銑削動(dòng)力學(xué)模型的改進(jìn)半離散方法,由于該方法采用二分法對(duì)離散區(qū)間進(jìn)行迭代處理,因此其計(jì)算效率更高。通過Matlab GUI編程實(shí)現(xiàn)了考慮過程阻尼影響的銑削穩(wěn)定性預(yù)測(cè)程序的開發(fā)�；诳紤]過程阻尼的銑削顫振穩(wěn)定性預(yù)測(cè)分析,通過選取穩(wěn)定點(diǎn)與顫振點(diǎn)處的切削參數(shù)進(jìn)行仿真分析,得到了刀尖點(diǎn)時(shí)域位移信號(hào)及相平面圖,進(jìn)而揭示其中蘊(yùn)含的動(dòng)力學(xué)現(xiàn)象及其本質(zhì),并進(jìn)一步分析過程阻尼對(duì)銑削穩(wěn)定性的影響。最后,通過切削力系數(shù)辨識(shí)實(shí)驗(yàn)和模態(tài)參數(shù)辨識(shí)實(shí)驗(yàn)獲得了進(jìn)行銑削加工動(dòng)力學(xué)仿真所需的切削力系數(shù)及工藝系統(tǒng)模態(tài)參數(shù);通過顫振驗(yàn)證試驗(yàn),驗(yàn)證了文中所構(gòu)建模型及其求解方法的正確性。
【關(guān)鍵詞】：顫振 過程阻尼 銑削穩(wěn)定性 半離散法 非線性動(dòng)力學(xué)
【學(xué)位授予單位】：湖南工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG54
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-16
• 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9-10
• 1.1.3 論文研究的目的和意義10
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-15
• 1.2.1 銑削動(dòng)力學(xué)建模及求解方法11-12
• 1.2.2 銑削穩(wěn)定性研究12
• 1.2.3 非線性銑削過程穩(wěn)定性研究12-13
• 1.2.4 過程阻尼產(chǎn)生機(jī)理與建模13-15
• 1.3 論文的主要研究?jī)?nèi)容及結(jié)構(gòu)15-16
• 第二章 銑削加工動(dòng)力學(xué)建模與求解16-26
• 2.1 銑削動(dòng)力學(xué)模型16-19
• 2.2 解析算法19-21
• 2.3 半離散方法21-24
• 2.4 本章小結(jié)24-26
• 第三章 考慮過程阻尼影響的銑削動(dòng)力學(xué)建模與求解26-34
• 3.1 過程阻尼產(chǎn)生機(jī)理26-27
• 3.2 考慮過程阻尼效應(yīng)的銑削動(dòng)力學(xué)模型27-30
• 3.3 基于改進(jìn)半離散方法求解考慮過程阻尼影響的銑削動(dòng)力學(xué)方程30-31
• 3.4 改進(jìn)半離散法的仿真結(jié)果比較分析31-33
• 3.5 本章小結(jié)33-34
• 第四章 基于Matlab軟件開發(fā)仿真應(yīng)用程序34-45
• 4.1 Matlab開發(fā)平臺(tái)34-35
• 4.2 仿真程序結(jié)構(gòu)及開發(fā)35-38
• 4.2.1 理論模型的建立35
• 4.2.2 用戶界面設(shè)計(jì)35-36
• 4.2.3 仿真算法實(shí)現(xiàn)36
• 4.2.4 結(jié)果輸出36-38
• 4.3 考慮過程阻尼的銑削穩(wěn)定性仿真實(shí)例38-40
• 4.3.1 仿真實(shí)例38-39
• 4.3.2 仿真結(jié)果比較分析39-40
• 4.4 模態(tài)參數(shù)對(duì)考慮過程阻尼的銑削穩(wěn)定性的影響40-42
• 4.5 過程阻尼參數(shù)對(duì)考慮過程阻尼的銑削穩(wěn)定性的影響42-43
• 4.6 本章小結(jié)43-45
• 第五章 考慮過程阻尼影響的銑削過程非線性分析45-52
• 5.1 考慮過程阻尼的銑削動(dòng)力學(xué)時(shí)滯微分方程45
• 5.2 數(shù)值求解45-46
• 5.3 仿真分析46-51
• 5.4 本章小結(jié)51-52
• 第六章 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證52-59
• 6.1 實(shí)驗(yàn)方案及裝置52-54
• 6.1.1 模態(tài)實(shí)驗(yàn)方案及儀器參數(shù)52-53
• 6.1.2 切削實(shí)驗(yàn)方案及儀器參數(shù)53-54
• 6.2 模態(tài)實(shí)驗(yàn)54-56
• 6.3 切削力系數(shù)辨識(shí)實(shí)驗(yàn)56-57
• 6.3.1 切削力系數(shù)辨識(shí)模型56-57
• 6.3.2 實(shí)驗(yàn)工藝參數(shù)及結(jié)果57
• 6.4 銑削顫振穩(wěn)定域驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)57-58
• 6.5 本章小結(jié)58-59
• 第七章 總結(jié)與展望59-60
• 參考文獻(xiàn)60-63
• 攻讀學(xué)位期間的主要研究成果63-64
• 致謝64

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫 前6條

1 李忠群;劉強(qiáng);;圓角銑削顫振穩(wěn)定域建模與仿真研究[J];機(jī)械工程學(xué)報(bào);2010年07期

2 王民;費(fèi)仁元;吳季茂;;電流變材料抑振機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)性能測(cè)試與分析[J];機(jī)械工程學(xué)報(bào);2008年10期

3 李忠群;劉強(qiáng);;立銑加工顫振穩(wěn)定性時(shí)域求解與分析研究(英文)[J];Chinese Journal of Aeronautics;2008年02期

4 萬敏,張衛(wèi)紅;薄壁件周銑切削力建模與表面誤差預(yù)測(cè)方法研究[J];航空學(xué)報(bào);2005年05期

5 任軍學(xué),張定華,王增強(qiáng),劉維偉,汪文虎;整體葉盤數(shù)控加工技術(shù)研究[J];航空學(xué)報(bào);2004年02期

6 ;STUDY ON ELECTRORHEOLOGICAL FLUID DAMPER FOR APPLICATION IN MACHINING CHATTER CONTROL[J];Chinese Journal of Mechanical Engineering;2003年01期

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本文編號(hào)：620137