動力減振鏜桿系統(tǒng)的非線性動力學(xué)特性研究.pdf

1、隨著機(jī)械制造工業(yè)的快速發(fā)展，對工件加工精度的要求越來越高。高速鏜削產(chǎn)生的振動降低了加工精度和切削效率，振動引起的噪音嚴(yán)重危害工人的身心健康。本文考慮減振鏜桿系統(tǒng)中橡膠圈和阻尼液的非線性因素分別建立了兩自由度內(nèi)置式動力減振鏜桿系統(tǒng)模型和三自由度雙內(nèi)置式動力減振鏜桿系統(tǒng)模型，基于非線性振動理論，數(shù)值計算系統(tǒng)分岔圖、Poincaré映射圖、PSP圖、安全盆和吸引域等，研究了系統(tǒng)動力學(xué)參數(shù)對系統(tǒng)振動特性的影響、系統(tǒng)振動安全盆對初值的敏感性以及系

2、統(tǒng)局部和全局動力學(xué)穩(wěn)定性，為減振鏜桿系統(tǒng)的設(shè)計和參數(shù)優(yōu)化提供依據(jù)。具體研究內(nèi)容如下:
　　建立了兩自由度動力減振鏜桿系統(tǒng)的離散動力學(xué)模型，計算了阻尼液的阻尼系數(shù)和非線性阻尼力，給出了橡膠圈的非線性彈簧力，得到一個包含橡膠圈和阻尼液非線性項的動力減振鏜桿振動方程。
　　針對兩自由度動力減振鏜桿系統(tǒng)，選擇不同的動力學(xué)系統(tǒng)參數(shù)，借助數(shù)值計算方法，研究各動力學(xué)參數(shù)對系統(tǒng)分岔和混沌特性的影響。研究發(fā)現(xiàn)，外激勵頻率在0.5倍頻附近時幅值

3、突然急劇增加，出現(xiàn)強(qiáng)共振響應(yīng)，系統(tǒng)振動瞬間失穩(wěn)。當(dāng)外激勵頻率大于主倍頻后，系統(tǒng)出現(xiàn)穩(wěn)定周期1運(yùn)動和擬周期運(yùn)動相交替的現(xiàn)象。當(dāng)橡膠圈彈性系數(shù)、阻尼液阻尼系數(shù)、減振塊質(zhì)量較小時系統(tǒng)出現(xiàn)了鞍結(jié)分岔、Hopf分岔以及環(huán)面倍化分岔等較為復(fù)雜的分岔特性;當(dāng)橡膠圈彈性系數(shù)、阻尼液阻尼系數(shù)、減振塊質(zhì)量較大時系統(tǒng)振動較為穩(wěn)定，但并非穩(wěn)定的周期運(yùn)動，而是周期運(yùn)動和擬周期運(yùn)動交替出現(xiàn)。研究發(fā)現(xiàn)在減振塊尺寸一定的條件下，其質(zhì)量大于0.5倍的主系統(tǒng)質(zhì)量時，系統(tǒng)振

4、動穩(wěn)定性增強(qiáng)，故在實際應(yīng)用中，通過選用密度較大的質(zhì)量塊可以有效抑制減振鏜桿的振動。
　　通過計算系統(tǒng)的安全盆研究了兩自由度減振鏜桿系統(tǒng)振動的安全特性。分析了隨外激勵頻率和阻尼液系數(shù)變化時系統(tǒng)安全盆的侵蝕過程。發(fā)現(xiàn)隨系統(tǒng)參數(shù)的變化系統(tǒng)安全盆受到不同程度的侵蝕。為了分析系統(tǒng)振動對初值的敏感性，數(shù)值計算了系統(tǒng)各吸引子的吸引域，對系統(tǒng)的局部及全局動力學(xué)特性進(jìn)行穩(wěn)定性分析，研究發(fā)現(xiàn)隨動力學(xué)參數(shù)的變化，系統(tǒng)出現(xiàn)了周期運(yùn)動與周期運(yùn)動、周期運(yùn)動與