本文關(guān)鍵詞：內(nèi)阻尼對高速銑削刀具—夾具系統(tǒng)失穩(wěn)特性的影響研究

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【摘要】：高轉(zhuǎn)速銑削刀具-夾具系統(tǒng)的振動導(dǎo)致零件過早出現(xiàn)疲勞破壞,降低機床安全程度,縮短刀具使用壽命,降低工件加工精度。為了抑制刀具-夾具系統(tǒng)的振動,提高系統(tǒng)顫振穩(wěn)定性。目前的研究多以改變刀具懸深、刀柄與夾具的過盈配合量、刀具參數(shù)等來提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性,通過增大內(nèi)阻尼提高系統(tǒng)穩(wěn)定性的研究較少。刀具-夾具間阻尼材料和夾具-阻尼涂層間過盈配合量可以有效提高系統(tǒng)固有頻率和系統(tǒng)顫振穩(wěn)定性。以高速銑削刀具-夾具系統(tǒng)為研究對象,建立考慮內(nèi)阻尼的高速銑削刀具-夾具系統(tǒng)的動力學(xué)模型,通過添加刀具-夾具之間阻尼材料、調(diào)節(jié)夾具與阻尼涂層之間的過盈配合量的方法增大刀具-夾具系統(tǒng)的內(nèi)阻尼,根據(jù)李雅普諾夫穩(wěn)定性判定定理得出不同阻尼材料、夾具與阻尼涂層之間的過盈量與系統(tǒng)穩(wěn)定性的關(guān)系。建立考慮內(nèi)阻尼的高速銑削刀具-夾具系統(tǒng)的三維實體模型進(jìn)行仿真,通過模態(tài)分析、隨機響應(yīng)分析,得刀具夾具間阻尼涂層的改變,阻尼材料的阻尼比增大時,增大了系統(tǒng)的內(nèi)阻尼,提高了系統(tǒng)的固有頻率,通過Floquet理論方法判定,阻尼比的增大提高了系統(tǒng)顫振穩(wěn)定性；增大夾具與阻尼涂層間的過盈配合量,增大了系統(tǒng)剛度,提高了系統(tǒng)穩(wěn)定轉(zhuǎn)速區(qū)間。搭建高速銑削刀具-夾具失穩(wěn)試驗平臺,通過模態(tài)試驗、升降速試驗和切削失穩(wěn)試驗,得出阻尼涂層、夾具與阻尼涂層的過盈配合量對系統(tǒng)動力學(xué)特性的影響,驗證與仿真分析結(jié)果一致。
【關(guān)鍵詞】：內(nèi)阻尼 阻尼材料 高速銑削刀具-夾具系統(tǒng) 動力學(xué)特性
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG54
【目錄】：

• 摘要11-12
• ABSTRACT12-14
• 物理量名稱及符號表14-15
• 第1章 緒論15-27
• 1.1 課題來源及研究目的和意義15-17
• 1.1.1 課題來源15
• 1.1.2 課題的研究目的和意義15-17
• 1.2 考慮內(nèi)阻尼的轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的動力學(xué)模型的研究現(xiàn)狀17-21
• 1.2.1 內(nèi)阻尼的起源與研究現(xiàn)狀17-18
• 1.2.2 線性阻尼模型和遲滯冷縮模型18-19
• 1.2.3 內(nèi)摩擦力矩模型19-20
• 1.2.4 庫倫摩擦模型20-21
• 1.3 考慮內(nèi)阻尼對高速銑削刀具-夾具系統(tǒng)動態(tài)特性的研究現(xiàn)狀21-25
• 1.3.1 刀具-夾具系統(tǒng)中內(nèi)阻尼的研究21
• 1.3.2 高速銑削刀具-夾具系統(tǒng)的動力學(xué)建模的研究現(xiàn)狀21-22
• 1.3.3 考慮內(nèi)阻尼的高速銑削刀具-夾具系統(tǒng)的穩(wěn)定性研究現(xiàn)狀22-24
• 1.3.4 顫振對高速銑削系統(tǒng)穩(wěn)定性研究現(xiàn)狀24-25
• 1.4 存在的問題及課題的主要研究內(nèi)容25-27
• 1.4.1 存在的問題25
• 1.4.2 主要研究內(nèi)容25-27
• 第2章 考慮內(nèi)阻尼的高速銑削刀具-夾具系統(tǒng)的動力學(xué)建模27-39
• 2.1 刀具夾具間添加阻尼涂層的高速銑削刀具-夾具系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及動力學(xué)模型27-29
• 2.1.1 考慮刀具夾具間添加阻尼涂層的刀具-夾具系統(tǒng)的組成28
• 2.1.2 刀具-夾具系統(tǒng)中各部件的尺寸、力學(xué)參數(shù)28-29
• 2.2 考慮內(nèi)阻尼的刀具-夾具系統(tǒng)的動力學(xué)建模29-32
• 2.2.1 考慮刀具夾具間添加阻尼涂層的刀具-夾具系統(tǒng)動力學(xué)模型29-31
• 2.2.2 考慮高速銑削過程動態(tài)切削力及其引起的自激振動31-32
• 2.3 阻尼材料參數(shù)32-34
• 2.3.1 添加刀具夾具間阻尼涂層的高速銑削刀具-夾具系統(tǒng)內(nèi)阻尼的減振機理32
• 2.3.2 刀具-夾具間阻尼材料的物理特性32-33
• 2.3.3 刀具-阻尼涂層-夾具系統(tǒng)的內(nèi)阻尼的計算33-34
• 2.4 刀具-夾具間的過盈量對動態(tài)特性特性的影響34-37
• 2.4.1 夾具-刀具之間過盈量與轉(zhuǎn)速的關(guān)系34-37
• 2.4.2 刀具-夾具之間過盈量、轉(zhuǎn)速對系統(tǒng)動態(tài)特性的影響37
• 2.5 本章小結(jié)37-39
• 第3章 考慮內(nèi)阻尼的高速銑削刀具決具系統(tǒng)模態(tài)特性研究39-51
• 3.1 刀具-夾具間不同阻尼涂層對系統(tǒng)模態(tài)特性影響的仿真分析39-45
• 3.1.1 刀具-夾具系統(tǒng)三維實體模型的建立39-40
• 3.1.2 有阻尼涂層的刀具-夾具系統(tǒng)的固有頻率分析40-42
• 3.1.3 有阻尼涂層的刀具-夾具系統(tǒng)的振型分析42-45
• 3.2 不同阻尼涂層對系統(tǒng)模態(tài)特性影響的實驗驗證45-49
• 3.2.1 試驗方案及搭建實驗平臺46-47
• 3.2.2 高速銑削刀具-夾具系統(tǒng)的固有頻率的實驗驗證47-48
• 3.2.3 高速銑削刀具-夾具系統(tǒng)的幅頻響應(yīng)的實驗驗證48-49
• 3.3 本章小結(jié)49-51
• 第4章 考慮內(nèi)阻尼的高速銑削刀具-夾具系統(tǒng)的失穩(wěn)特性研究51-65
• 4.1 考慮不同阻尼涂層和轉(zhuǎn)速對系統(tǒng)顫振失穩(wěn)的仿真分析51-54
• 4.1.1 考慮刀具-夾具間不同阻尼涂層對系統(tǒng)的幅頻響應(yīng)分析52-53
• 4.1.2 刀具-夾具系統(tǒng)在不同轉(zhuǎn)速下的響應(yīng)穩(wěn)定性53-54
• 4.2 不同阻尼涂層對刀具-夾具系統(tǒng)銑削失穩(wěn)影響的實驗驗證54-57
• 4.2.1 高速銑削失穩(wěn)實驗方案54-55
• 4.2.2 不同阻尼涂層的高速銑削失穩(wěn)實驗55-57
• 4.3 不同阻尼涂層的刀具-夾具系統(tǒng)在不同轉(zhuǎn)速下的次振動失穩(wěn)實驗57-62
• 4.3.1 次振動失穩(wěn)的產(chǎn)生機理57
• 4.3.2 不同轉(zhuǎn)速的次振動失穩(wěn)實驗驗證57-60
• 4.3.3 不同阻尼涂層對次振動失穩(wěn)影響的實驗驗證60-62
• 4.4 本章小結(jié)62-65
• 總結(jié)與展望65-67
• 參考文獻(xiàn)67-71
• 致謝71-73
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及科研情況73-74
• 一、攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文73
• 二、攻讀碩士學(xué)位期間參與的科研項目73-74
• 學(xué)位論文評閱及答辯情況表74

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中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 馬雙雙;內(nèi)阻尼對高速銑削刀具—夾具系統(tǒng)失穩(wěn)特性的影響研究[D];山東大學(xué);2016年

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本文編號：786264