BTA深孔鉆桿的動態(tài)特性及穩(wěn)定性分析.pdf

1、本文研究具有分布非線性特性的BTA深孔加工系統(tǒng)在不完全充液時的時變參激顫振、流體流動顫振及二者耦聯(lián)顫振等情形下的鉆桿系統(tǒng)顫振演化機(jī)制。BTA深孔加工系統(tǒng)的內(nèi)、外切削液流動會與鉆桿的旋轉(zhuǎn)耦合，誘發(fā)系列組合擾動，影響工件內(nèi)孔的加工精度。本文應(yīng)用穩(wěn)定性理論，對BTA深孔加工系統(tǒng)的非線性運動穩(wěn)定性進(jìn)行分析，研究系統(tǒng)的非線性全局分叉，為生產(chǎn)加工提供理論依據(jù)。
　　首先，課題建立BTA深孔鉆桿加工系統(tǒng)的臨界壓力與彎曲變形的關(guān)系式，得到了軸向壓

2、力及轉(zhuǎn)速對鉆桿彎曲變形的影響規(guī)律，根據(jù)鉆桿刀冠的定位支撐情況不同，討論了鉆桿長度變化，系統(tǒng)發(fā)生彎曲變形的臨界壓力與內(nèi)孔孔徑加工誤差的復(fù)映規(guī)律。
　　其次，課題研究內(nèi)、外切削液的軸向流速對BTA深孔鉆桿橫向振動的影響。計算結(jié)果表明：鉆桿的一階、二階頻率對流速的敏感性高于對軸向壓力的敏感性，且一階能量譜的敏感程度大于二階能量譜的敏感程度。在影響鉆桿頻率的影響因素中，流速占主導(dǎo)地位。
　　再次，課題研究考慮內(nèi)、外切削液流體顫振與切

3、削顫振的組合顫振效應(yīng)的穩(wěn)定性，結(jié)果表明，轉(zhuǎn)速的變化對組合顫振的影響較為明顯，且組合顫振運動表現(xiàn)為擬周期運動，周期解趨于漸進(jìn)穩(wěn)定狀態(tài)，獲得了穩(wěn)定性判據(jù)的解析條件式。
　　最后，課題研究BTA深孔加工系統(tǒng)非線性動態(tài)穩(wěn)定分岔特性，結(jié)果表明，BTA深孔加工系統(tǒng)表現(xiàn)為弱非線性參數(shù)激勵運動特征，解出系統(tǒng)雙曲不動點穩(wěn)定流形與不穩(wěn)定流形的相交臨界條件式，仿真結(jié)果進(jìn)一步說明流固耦合顫振效應(yīng)中，固體效應(yīng)占優(yōu)，且共振頻率的最大值都發(fā)生在流速與自由面半徑