基于新型电涡流阻尼器的大飞机垂尾装配界面精加工振动抑制

论文摘要

大飞机垂尾装配界面是由钛合金制成的大型结构件,由于结构刚度低,在精加工时易产生振动、回弹变形和让刀等现象,对其精加工质量造成严重影响。为此,基于电磁感应原理设计了一款新型电涡流阻尼器用于抑制装配界面精加工中的多模态振动。首先,介绍了阻尼器的结构,并建立了其阻尼特性的理论模型。然后,基于该模型分别研究了不同磁极厚度、导体厚度和磁极数等对阻尼器阻尼特性的影响,并确定了阻尼器关键零组件的材料及几何参数。基于此,建立了装配界面抑制系统的动力学模型,并通过数值分析和有限元仿真方法得到了装配界面振动速度与阻尼器阻尼特性的变化规律。最后,通过动力学测试和切削实验对阻尼器的抑振性能进行了验证。锤击测试结果表明该阻尼器能明显提高装配界面抑振系统的阻尼比和等效刚度,阻尼比最大能提高2.17倍,等效刚度最大能提高1.65倍,能大幅衰减装配界面在冲击激励下产生的自由振动。切削实验结果表明该阻尼器能显著提升装配界面精加工过程的稳定性,装配界面时域信号的振动幅值最大能降低64.4%。通过对比实验结果得知双阻尼器配置对装配界面的抑振效果更好,能明显提高其动态可加工性,工艺参数轴向切深能提高至2.0mm,主轴转速可提升至500r/min,这为保证和提高装配界面的精加工质量提供了一种简单可行的解决方案。

论文目录

• 1 垂尾装配界面及其精加工系统
• 2 NECD的设计及阻尼特性
•   2.1 NECD的设计及工作原理
•   2.2 NECD的阻尼特性模型
•     2.2.1 NECD阻尼特性随磁极厚度的变化规律
•     2.2.2 NECD阻尼特性随导体厚度的变化规律
•     2.2.3 NECD阻尼特性随磁极对数的变化规律
• 3 装配界面抑振系统的动力学分析
• 4 实验验证及结果分析
•   4.1 动力学测试
•   4.2 切削实验
• 5 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 樊伟,郑联语,赵雄,杨毅青,刘新玉,杨森

关键词: 装配界面,电磁感应,电涡流阻尼器,精加工,振动抑制,稳定性,动态可加工性

来源: 航空学报 2019年09期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅱ辑

专业: 航空航天科学与工程

单位: 北京航空航天大学机械工程及自动化学院,上海飞机制造有限公司航空制造技术研究所

基金: 国家自然科学基金(51775024),民用飞机专项科研技术研究项目(MJZ-2016-G-62),航空高端装备智能制造技术重点实验室项目,北京市数字化设计与制造重点实验室项目~~

分类号: V262.4

页码: 340-356

总页数: 17

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