组合阶梯梁振动特性计算方法及应用

论文摘要

在机械加工过程中,对机床主轴进行结构优化或者合理选择刀柄刀具可以改善机床主轴刀柄刀具系统的振动特性,从而提高加工质量和效率.针对机床主轴刀柄刀具系统的振动特性问题,提出了一种基于组合阶梯梁模型的计算方法.基于伯努利-欧拉梁模型,提出了悬臂梁状态下的变截面阶梯梁的固有频率和振型的计算方法;基于实际应用中的刀柄铣刀配合系统,将阶梯梁模型进一步改进为组合阶梯梁模型,提出了梁组合部分的等效弯曲刚度和密度的计算方法,并将该方法应用于刀柄装夹铣刀系统的振动特性分析中,通过有限元法和实验结果验证了该方法的有效性.结果表明:与铁木辛柯梁理论相比,本文算法在计算机床刀柄刀具系统等具有大长径比并且考虑模态阶次较低的情况下,计算误差小,计算效率提高1倍.

论文目录

• 1 阶梯梁自由振动的计算方法
•   1.1 梁的横向振动微分方程
•   1.2 边界条件
•   1.3 连续条件
•   1.4 模态振型函数的求解
•   1.5 质量归一化
• 2 侧固式刀柄刀具振动特征的计算方法
•   2.1 等效弯曲刚度的计算方法
•   2.2 等效弯曲刚度的计算方法
•   2.3 侧固式刀柄刀具振动特征的计算
• 3 分析与验证
•   3.1 与铁木辛柯梁模型理论的对比分析
•   3.2 与有限元法的对比分析
•   3.3 实验验证
• 4 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 王民,秦鹏,张彦琳,高相胜

关键词: 振动特性,阶梯梁,刀柄刀具系统

来源: 北京工业大学学报 2019年01期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅱ辑,工程科技Ⅰ辑

专业: 金属学及金属工艺

单位: 北京工业大学机械工程与应用电子技术学院先进制造技术北京市重点实验室,电火花加工技术北京市重点实验室

基金: 国家自然科学基金资助项目(51575014,51505012),国防基础科研项目(JCKY2014204B003)

分类号: TG502.14

页码: 1-7

总页数: 7

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