基于磁流變液阻尼器的機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)主動(dòng)抑振方法研究
發(fā)布時(shí)間:2021-05-24 11:22
隨著對(duì)高精產(chǎn)品需求的不斷提高,制造裝備的加工性能和穩(wěn)定性引起了廣泛重視,其中機(jī)床工作時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng),不僅影響其動(dòng)態(tài)性能和被加工件的質(zhì)量,還降低了生產(chǎn)效率和刀和具的耐用度,振動(dòng)劇烈時(shí)會(huì)導(dǎo)致機(jī)床使用性能下降,振動(dòng)引起的噪聲會(huì)危害操作工人的健康。抑制機(jī)床振動(dòng)的不良影響,對(duì)發(fā)展高精密機(jī)床具有重要意義。磁流變液減振裝置可以通過改善系統(tǒng)的阻尼特性來抑制振動(dòng),其阻尼力的精確控制與否直接影響到機(jī)械結(jié)構(gòu)的減振效果。針對(duì)機(jī)床進(jìn)給方向的抑振問題,本文提出了一種借助仿真分析手段研究磁流變液阻尼器阻尼力特性的方法,將磁流變液阻尼器應(yīng)用在機(jī)床進(jìn)給方向上,研究了其減振效果。本文的主要研究?jī)?nèi)容如下:(1)磁流變液阻尼器的整體結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)了一種新型的雙出桿式阻尼器,確定了阻尼通道、缸筒、活塞桿等結(jié)構(gòu)。在零磁場(chǎng)情況下,基于N-S方程建立了磁流變液阻尼器阻尼力數(shù)學(xué)模型。采用Bingham模型,推導(dǎo)了磁場(chǎng)作用下磁流變液阻尼器阻尼力數(shù)學(xué)模型,根據(jù)阻尼力要求優(yōu)化了阻尼通道和磁場(chǎng)作用裝置的結(jié)構(gòu)參數(shù);采用比奧薩法爾定律和焦耳定律對(duì)磁場(chǎng)作用裝置內(nèi)部的線圈磁感應(yīng)強(qiáng)度和發(fā)熱量進(jìn)行了計(jì)算。(2)從優(yōu)化磁流變液阻尼器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的角度,研究了...
【文章來源】:西安理工大學(xué)陜西省
【文章頁(yè)數(shù)】:86 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 課題研究背景及意義
1.2 磁流變液研究現(xiàn)狀
1.3 磁流變液阻尼器的研究現(xiàn)狀
1.3.1 磁流變液阻尼器的應(yīng)用現(xiàn)狀
1.3.2 磁流變液阻尼器力學(xué)模型研究現(xiàn)狀
1.3.3 磁流變液阻尼器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)研究現(xiàn)狀
1.3.4 基于磁流變液阻尼器的抑振控制研究現(xiàn)狀
1.4 機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)減振技術(shù)研究現(xiàn)狀
1.5 課題來源及主要內(nèi)容
2 磁流變液阻尼器阻尼力數(shù)學(xué)建模及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
2.1 引言
2.2 零磁場(chǎng)下磁流變液阻尼器阻尼力模型
2.3 磁場(chǎng)作用下磁流變液阻尼器阻尼力模型
2.4 磁流變液阻尼器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
2.4.1 總體結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)
2.4.2 阻尼器磁路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
2.4.3 密封設(shè)計(jì)
2.4.4 阻尼通道處阻尼力分析
2.5 本章小結(jié)
3 磁流變液阻尼器結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)
3.1 引言
3.2 基于有限元方法的磁流變阻尼器磁場(chǎng)仿真
3.2.1 磁流變液阻尼器磁感應(yīng)強(qiáng)度計(jì)算方式對(duì)比
3.2.2 磁流變液阻尼器ANSYS Workbench磁場(chǎng)仿真
3.3 基于有限元方法的磁流變阻尼器流體仿真
3.3.1 磁流變液阻尼器流體仿真
3.3.2 磁流變液阻尼器阻尼力計(jì)算
3.4 本章小結(jié)
4 磁流變液阻尼器特性試驗(yàn)及進(jìn)給系統(tǒng)減振試驗(yàn)方法研究
4.1 引言
4.2 磁流變液阻尼器特性試驗(yàn)
4.2.1 試驗(yàn)方案
4.2.2 試驗(yàn)結(jié)果
4.2.3 阻尼力對(duì)比分析
4.2.4 基于試驗(yàn)數(shù)據(jù)的阻尼力模型計(jì)算
4.2.5 磁流變液阻尼器阻尼剛度擬合
4.3 機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)減振試驗(yàn)研究
4.3.1 基于磁流變液阻尼器的機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)理論模型
4.3.2 試驗(yàn)方案
4.3.3 試驗(yàn)結(jié)果
4.4 本章小結(jié)
5 總結(jié)與展望
5.1 結(jié)論
5.2 研究展望
致謝
參考文獻(xiàn)
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]磁流變液阻尼器Bingham-多項(xiàng)式力學(xué)模型研究[J]. 孔祥東,李斌,權(quán)凌霄,易佰健,張宇彤. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2017(14)
[2]雙線圈磁流變阻尼器動(dòng)力特性實(shí)驗(yàn)研究[J]. 王寧,胡國(guó)良,謝政,徐明. 機(jī)床與液壓. 2016(21)
[3]多環(huán)槽式磁流變阻尼器阻尼力建模及實(shí)驗(yàn)分析[J]. 薛建海,祝世興. 磁性材料及器件. 2015(05)
[4]溫度對(duì)磁流變液材料及傳力性能的影響[J]. 陳松,李峰,黃金,黃霞. 材料導(dǎo)報(bào). 2015(16)
[5]基于試驗(yàn)數(shù)據(jù)的粘滯阻尼器孔縮力修正公式[J]. 唐璐,文登,郭強(qiáng),楊全,寧響亮,韓鵬飛. 機(jī)械設(shè)計(jì)與研究. 2015(02)
[6]具有并聯(lián)常通孔的磁流變阻尼器設(shè)計(jì)與分析[J]. 彭志召,張進(jìn)秋,岳杰,張磊,黃大山. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2015(08)
[7]磁場(chǎng)作用下的磁流變液導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性[J]. 賈潤(rùn)澤,王義春,周飛. 華南理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2014(10)
[8]基于磁流變液阻尼器的單跨轉(zhuǎn)子振動(dòng)主動(dòng)控制實(shí)驗(yàn)研究[J]. 邢健,何立東,王锎. 儀器儀表學(xué)報(bào). 2013(S1)
[9]基于多目標(biāo)遺傳算法的支承磁軸承的磁流變液阻尼器優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 張松山,周瑾. 磁性材料及器件. 2013(02)
[10]直線電機(jī)進(jìn)給系統(tǒng)機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性研究[J]. 楊曉君,趙萬華,劉輝,張會(huì)杰. 西安交通大學(xué)學(xué)報(bào). 2013(04)
博士論文
[1]基于磁流變液的機(jī)床減振技術(shù)研究[D]. 李春梅.長(zhǎng)春理工大學(xué) 2016
[2]基于磁流變液阻尼器的轉(zhuǎn)子系統(tǒng)振動(dòng)主動(dòng)控制研究[D]. 邢健.北京化工大學(xué) 2015
[3]基于回轉(zhuǎn)式磁流變液阻尼器的張力控制研究[D]. 胡利永.吉林大學(xué) 2010
碩士論文
[1]雙出桿磁流變阻尼器設(shè)計(jì)與懸架應(yīng)用[D]. 周炎.南京理工大學(xué) 2018
[2]磁流變阻尼器力學(xué)建模及實(shí)驗(yàn)研究[D]. 趙利恒.中國(guó)民航大學(xué) 2017
[3]磁流變液阻尼器振動(dòng)靈敏度分析[D]. 易佰健.燕山大學(xué) 2017
[4]基于磁流變阻尼結(jié)構(gòu)的PID控制算法優(yōu)化研究[D]. 張立峰.南京理工大學(xué) 2017
[5]擠壓式磁流變阻尼器的控制系統(tǒng)研究[D]. 甘楊俊杰.南京航空航天大學(xué) 2016
[6]機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)爬行機(jī)理及其仿真研究[D]. 王偉.東北大學(xué) 2013
[7]高沖擊載荷下磁流變阻尼器控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D]. 謝鵬飛.南京理工大學(xué) 2011
本文編號(hào):3204112
【文章來源】:西安理工大學(xué)陜西省
【文章頁(yè)數(shù)】:86 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
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摘要
Abstract
1 緒論
1.1 課題研究背景及意義
1.2 磁流變液研究現(xiàn)狀
1.3 磁流變液阻尼器的研究現(xiàn)狀
1.3.1 磁流變液阻尼器的應(yīng)用現(xiàn)狀
1.3.2 磁流變液阻尼器力學(xué)模型研究現(xiàn)狀
1.3.3 磁流變液阻尼器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)研究現(xiàn)狀
1.3.4 基于磁流變液阻尼器的抑振控制研究現(xiàn)狀
1.4 機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)減振技術(shù)研究現(xiàn)狀
1.5 課題來源及主要內(nèi)容
2 磁流變液阻尼器阻尼力數(shù)學(xué)建模及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
2.1 引言
2.2 零磁場(chǎng)下磁流變液阻尼器阻尼力模型
2.3 磁場(chǎng)作用下磁流變液阻尼器阻尼力模型
2.4 磁流變液阻尼器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
2.4.1 總體結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)
2.4.2 阻尼器磁路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
2.4.3 密封設(shè)計(jì)
2.4.4 阻尼通道處阻尼力分析
2.5 本章小結(jié)
3 磁流變液阻尼器結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)
3.1 引言
3.2 基于有限元方法的磁流變阻尼器磁場(chǎng)仿真
3.2.1 磁流變液阻尼器磁感應(yīng)強(qiáng)度計(jì)算方式對(duì)比
3.2.2 磁流變液阻尼器ANSYS Workbench磁場(chǎng)仿真
3.3 基于有限元方法的磁流變阻尼器流體仿真
3.3.1 磁流變液阻尼器流體仿真
3.3.2 磁流變液阻尼器阻尼力計(jì)算
3.4 本章小結(jié)
4 磁流變液阻尼器特性試驗(yàn)及進(jìn)給系統(tǒng)減振試驗(yàn)方法研究
4.1 引言
4.2 磁流變液阻尼器特性試驗(yàn)
4.2.1 試驗(yàn)方案
4.2.2 試驗(yàn)結(jié)果
4.2.3 阻尼力對(duì)比分析
4.2.4 基于試驗(yàn)數(shù)據(jù)的阻尼力模型計(jì)算
4.2.5 磁流變液阻尼器阻尼剛度擬合
4.3 機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)減振試驗(yàn)研究
4.3.1 基于磁流變液阻尼器的機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)理論模型
4.3.2 試驗(yàn)方案
4.3.3 試驗(yàn)結(jié)果
4.4 本章小結(jié)
5 總結(jié)與展望
5.1 結(jié)論
5.2 研究展望
致謝
參考文獻(xiàn)
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]磁流變液阻尼器Bingham-多項(xiàng)式力學(xué)模型研究[J]. 孔祥東,李斌,權(quán)凌霄,易佰健,張宇彤. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2017(14)
[2]雙線圈磁流變阻尼器動(dòng)力特性實(shí)驗(yàn)研究[J]. 王寧,胡國(guó)良,謝政,徐明. 機(jī)床與液壓. 2016(21)
[3]多環(huán)槽式磁流變阻尼器阻尼力建模及實(shí)驗(yàn)分析[J]. 薛建海,祝世興. 磁性材料及器件. 2015(05)
[4]溫度對(duì)磁流變液材料及傳力性能的影響[J]. 陳松,李峰,黃金,黃霞. 材料導(dǎo)報(bào). 2015(16)
[5]基于試驗(yàn)數(shù)據(jù)的粘滯阻尼器孔縮力修正公式[J]. 唐璐,文登,郭強(qiáng),楊全,寧響亮,韓鵬飛. 機(jī)械設(shè)計(jì)與研究. 2015(02)
[6]具有并聯(lián)常通孔的磁流變阻尼器設(shè)計(jì)與分析[J]. 彭志召,張進(jìn)秋,岳杰,張磊,黃大山. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2015(08)
[7]磁場(chǎng)作用下的磁流變液導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性[J]. 賈潤(rùn)澤,王義春,周飛. 華南理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2014(10)
[8]基于磁流變液阻尼器的單跨轉(zhuǎn)子振動(dòng)主動(dòng)控制實(shí)驗(yàn)研究[J]. 邢健,何立東,王锎. 儀器儀表學(xué)報(bào). 2013(S1)
[9]基于多目標(biāo)遺傳算法的支承磁軸承的磁流變液阻尼器優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 張松山,周瑾. 磁性材料及器件. 2013(02)
[10]直線電機(jī)進(jìn)給系統(tǒng)機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性研究[J]. 楊曉君,趙萬華,劉輝,張會(huì)杰. 西安交通大學(xué)學(xué)報(bào). 2013(04)
博士論文
[1]基于磁流變液的機(jī)床減振技術(shù)研究[D]. 李春梅.長(zhǎng)春理工大學(xué) 2016
[2]基于磁流變液阻尼器的轉(zhuǎn)子系統(tǒng)振動(dòng)主動(dòng)控制研究[D]. 邢健.北京化工大學(xué) 2015
[3]基于回轉(zhuǎn)式磁流變液阻尼器的張力控制研究[D]. 胡利永.吉林大學(xué) 2010
碩士論文
[1]雙出桿磁流變阻尼器設(shè)計(jì)與懸架應(yīng)用[D]. 周炎.南京理工大學(xué) 2018
[2]磁流變阻尼器力學(xué)建模及實(shí)驗(yàn)研究[D]. 趙利恒.中國(guó)民航大學(xué) 2017
[3]磁流變液阻尼器振動(dòng)靈敏度分析[D]. 易佰健.燕山大學(xué) 2017
[4]基于磁流變阻尼結(jié)構(gòu)的PID控制算法優(yōu)化研究[D]. 張立峰.南京理工大學(xué) 2017
[5]擠壓式磁流變阻尼器的控制系統(tǒng)研究[D]. 甘楊俊杰.南京航空航天大學(xué) 2016
[6]機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)爬行機(jī)理及其仿真研究[D]. 王偉.東北大學(xué) 2013
[7]高沖擊載荷下磁流變阻尼器控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D]. 謝鵬飛.南京理工大學(xué) 2011
本文編號(hào):3204112
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