本文關(guān)鍵詞：顆粒阻尼銑刀減振分析與試驗(yàn)研究

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【摘要】：在機(jī)械制造業(yè)中銑削加工由于加工效率高而得到廣泛應(yīng)用，但是銑削加工由于斷續(xù)切削，振動現(xiàn)象比較復(fù)雜。切削加工中受切削力影響刀具振動是不可避免的，在具備一定條件的情況下就會產(chǎn)生顫振，從而降低加工精度，增加刀具疲勞和磨損，嚴(yán)重時出現(xiàn)崩刀，加工無法進(jìn)行。 顆粒阻尼技術(shù)通過顆粒之間、顆粒與腔壁之間的摩擦和碰撞作用消耗振動體能量實(shí)現(xiàn)減振。根據(jù)顆粒阻尼技術(shù)的耗能機(jī)理，本文設(shè)計了顆粒阻尼銑刀，，通過在銑刀空腔中填充阻尼顆粒，利用顆粒的摩擦和碰撞作用消耗銑刀振動能量以此實(shí)現(xiàn)減振。主要研究工作有以下幾個方面： （1）介紹了切削加工振動的產(chǎn)生原因和振動控制方法；選擇合適的刀桿材料，建立了普通銑刀和顆粒阻尼銑刀的動力學(xué)模型，分析阻尼比對銑刀振動振幅的影響；對刀桿腔體進(jìn)行設(shè)計，并對實(shí)心銑刀和顆粒阻尼銑刀進(jìn)行靜剛度計算和模態(tài)分析以獲取固有頻率。 （2）介紹了顆粒的物質(zhì)特性，包括顆粒的基本特征、靜態(tài)性質(zhì)和振動特性。對離散單元法進(jìn)行介紹，建立了離散元單元模型，從理論上分析顆粒運(yùn)動接觸過程中的法向力、切向力和回轉(zhuǎn)力矩，介紹了顆粒摩擦作用與耗能作用機(jī)理。 （3）建立了顆粒碰撞理論模型，分析顆粒在碰撞過程中不同階段的運(yùn)動狀態(tài)和接觸力，利用有限元軟件ABAQUS對兩小球碰撞進(jìn)行仿真模擬，分析碰撞過程中能量的損耗情況。 （4）通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證阻尼顆粒的減振效果和顆粒阻尼銑刀的銑削性能。對刀桿進(jìn)行了阻尼比測試實(shí)驗(yàn)，同時對顆粒阻尼銑刀進(jìn)行了銑削實(shí)驗(yàn)，測量銑削力和工件表面粗糙度，分析阻尼顆粒的減振效果及其減振規(guī)律。
【關(guān)鍵詞】：阻尼顆粒 銑刀 振動分析 阻尼比 表面粗糙度
【學(xué)位授予單位】：中北大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG714
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 緒論10-21
• 1.1 課題背景及研究意義10-11
• 1.2 切削加工振動研究現(xiàn)狀11-15
• 1.2.1 影響切削振動的主要因素分析12-13
• 1.2.2 機(jī)床結(jié)構(gòu)振動控制13-14
• 1.2.3 切削振動控制14-15
• 1.3 顆粒阻尼技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及其應(yīng)用15-19
• 1.3.1 沖擊阻尼技術(shù)15-16
• 1.3.2 豆包（BBD）減振技術(shù)16-17
• 1.3.3 NOPD 減振技術(shù)17-19
• 1.4 本文主要研究內(nèi)容19-21
• 2 顆粒阻尼銑刀設(shè)計及其動力學(xué)特性21-38
• 2.1 銑刀動力學(xué)模型的建立21-27
• 2.1.1 刀具材料選擇21-22
• 2.1.2 普通銑刀的動力學(xué)模型22-25
• 2.1.3 顆粒阻尼銑刀的動力學(xué)模型25-27
• 2.2 銑刀諧響應(yīng)分析27-33
• 2.2.1 諧響應(yīng)分析介紹27-28
• 2.2.2 銑刀刀桿腔體尺寸設(shè)計28-33
• 2.4 銑刀模態(tài)分析33-37
• 2.4.1 模態(tài)分析介紹33-34
• 2.4.2 銑刀模態(tài)分析結(jié)果34-37
• 2.5 本章小結(jié)37-38
• 3 阻尼顆粒特性與耗能機(jī)理38-50
• 3.1 顆粒物質(zhì)特性38-43
• 3.1.1 顆粒的基本特征38-40
• 3.1.2 顆粒的靜態(tài)性質(zhì)40-42
• 3.1.3 顆粒的振動特性42-43
• 3.2 顆粒阻尼的離散單元法43-49
• 3.2.1 離散元力學(xué)模型43-49
• 3.2.2 能量損耗計算49
• 3.3 本章小結(jié)49-50
• 4 顆粒碰撞耗能分析與模擬仿真50-62
• 4.1 顆粒碰撞理論模型的建立50-56
• 4.1.1 彈性壓縮階段50-53
• 4.1.2 彈塑性壓縮階段53-54
• 4.1.3 彈性恢復(fù)階段54-56
• 4.2 顆粒碰撞有限元仿真模擬56-61
• 4.2.1 兩小球碰撞耗能分析57-61
• 4.3 本章小結(jié)61-62
• 5 銑刀振動試驗(yàn)驗(yàn)證與分析62-84
• 5.1 顆粒阻尼刀桿的錘擊試驗(yàn)62-71
• 5.1.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c原理63
• 5.1.2 試驗(yàn)設(shè)備與材料63-66
• 5.1.3 實(shí)驗(yàn)方案66-67
• 5.1.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析67-71
• 5.2 顆粒阻尼銑刀的銑削試驗(yàn)71-82
• 5.2.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/span>72
• 5.2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備與材料72-74
• 5.2.3 實(shí)驗(yàn)方案74-75
• 5.2.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析75-82
• 5.3 本章小結(jié)82-84
• 6 總結(jié)與展望84-87
• 6.1 全文總結(jié)84-85
• 6.2 展望85-87
• 參考文獻(xiàn)87-93
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表論文情況93-94
• 致謝94-95

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：914970