考虑刀杆结构非线性的铣削过程颤振稳定性与主共振

论文摘要

研究考虑铣刀杆结构非线性和阻尼的颤振稳定性以及主共振。将刀杆简化为平面弯曲悬臂梁结构模型。为了在模型中考虑结构阻尼的影响,假定刀杆由黏弹性材料构成。结合包含再生时滞效应和周期激励的切削力模型,根据Hamilton原理建立非线性运动方程。采用Galerkin法将非线性偏微分运动方程进行化简,导出主坐标表示的非线性常微分运动方程。通过时域数值积分得到铣削系统的稳定性lobes图。采用多尺度法对非线性常微分运动方程进行摄动求解,导出非线性切削系统在周期激励下的主共振响应的近似封闭解。研究刀杆的几何尺寸、结构阻尼、切削力系数、切削深度、齿数和切削力幅值等参数,对铣削过程非线性lobes图以及主共振响应曲线的影响。结果表明,增加刀杆的长度或者降低铣削过程的临界切削深度;切削力系数越大,临界切削深度越小;增加结构阻尼能够明显提高铣削过程的颤振稳定性;主共振响应峰值向右偏斜,由于切削系统存在三次刚度非线性,主共振响应曲线表现出典型的硬弹簧Duffing振子的特性,出现跳跃性和多值区域。

论文目录

• 1 数学模型与求解
• 2 数值结果与讨论
•   2.1 稳定性lobes图
•   2.2 主共振响应
• 3 结 论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 任勇生,马伯乐,马静敏

关键词: 铣削,非线性颤振,主共振,结构阻尼

来源: 振动与冲击 2019年23期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅱ辑,基础科学,工程科技Ⅰ辑

专业: 力学,金属学及金属工艺

单位: 山东科技大学机械电子工程学院

基金: 国家自然科学基金(11672166,51605264)

分类号: O321;TG54

DOI: 10.13465/j.cnki.jvs.2019.23.009

页码: 62-69

总页数: 8

文件大小: 1391K

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