切削顫振系統(tǒng)動態(tài)特性分析.pdf

1、本文首先論述了動態(tài)系統(tǒng)的一些基本概念和切削顫振的線性理論，作為非線性理論方面的研究成果的基礎(chǔ)。引入平衡點、極限環(huán)及其穩(wěn)定性的概念，以此為基礎(chǔ)我們討論自激振動的特點和機制。在金屬切削過程中，由于反饋量與反饋方式的不同，可以有不同類型的顫振以及不同的失穩(wěn)方式，分別對速度反饋、位移反饋以及模態(tài)耦合三種不同機制的切削顫振進行線性建模，對其機理做了比較詳盡的分析和研究。 其次，闡述了本文在切削顫振非線性理論方面的成果。介紹了由其他學者提出

2、的一個非線性顫振模型，該模型反映了機床結(jié)構(gòu)的非線性剛度這一非線性因素，論述了這一模型的成就，指出了它所面臨的困難和所存在的問題。然后，引入刀具振離工件材料這一非線性因素，建立了一個新的非線性顫振模型，詳細討論了這一模型的特性及其所導(dǎo)致的結(jié)論，如振幅穩(wěn)定性，以及諸切削參數(shù)對于穩(wěn)定振幅的影響等等。緊接著將切削過程中兩個基本的非線性因素同時納入考慮：刀刃的運動軌跡的一部分越出工件材料之外和切削力對于切削厚度的非線性依賴關(guān)系，建立了關(guān)于自激振動

3、的一個更為完美的理論模型。此模型能夠解釋和預(yù)測有限振幅顫振的兩個重要現(xiàn)象：振幅自穩(wěn)定性和有限振幅不穩(wěn)定，這些現(xiàn)象是傳統(tǒng)的線性理論所無法解釋的。 最后，通過實驗驗證本文所提出的切削顫振模型，理論預(yù)測的結(jié)果和實驗數(shù)據(jù)相符合；并采用非線性數(shù)字建模和仿真的方法研究切削過程的顫振機理，揭示顫振發(fā)生、發(fā)展和最終走向穩(wěn)定的全過程；剖析切削用量對于這一過程的影響，以達到預(yù)測和控制顫振的目的，為整體葉盤數(shù)控加工時顫振的在線監(jiān)測和控制提供理論依據(jù)。