再生型切削顫振的非線性動(dòng)力學(xué)分析.pdf

1、在金屬切削過程中，機(jī)床、刀具和工件形成了一個(gè)復(fù)雜的動(dòng)力學(xué)結(jié)構(gòu)。在某種條件下，該系統(tǒng)會(huì)發(fā)生劇烈的振動(dòng)——顫振。顫振不僅會(huì)導(dǎo)致被加工工件表面達(dá)不到工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求，還會(huì)造成刀具的嚴(yán)重磨損，降低刀具的使用壽命。近年來對(duì)金屬切削系統(tǒng)的復(fù)雜運(yùn)動(dòng)研究越來越被廣泛關(guān)注。 本文以金屬切削模型為研究對(duì)象，對(duì)其復(fù)雜動(dòng)力學(xué)行為進(jìn)行了分析。主要完成了如下幾方面的工作： 1．分析正交金屬切削系統(tǒng)，再生效應(yīng)是產(chǎn)生顫振的重要原因，基于振紋相位差建立切削顫

2、振模型，采用數(shù)值仿真方法找到了顫振發(fā)生的臨界頻率。 2．應(yīng)用時(shí)滯微分方程的特征值理論，理論分析系統(tǒng)零平衡點(diǎn)的穩(wěn)定性，得到平衡點(diǎn)穩(wěn)定性發(fā)生改變時(shí)的臨界時(shí)滯計(jì)算公式。采用數(shù)值仿真方法得到了系統(tǒng)的穩(wěn)定性邊界圖，在穿越邊界的過程中，系統(tǒng)平衡點(diǎn)的穩(wěn)定性發(fā)生了改變，發(fā)生了Hopf分叉。 3．應(yīng)用多重尺度法分析了系統(tǒng)的周期運(yùn)動(dòng)，得到周期解振幅與頻率的關(guān)系，研究了系統(tǒng)參數(shù)對(duì)周期運(yùn)動(dòng)幅頻曲線的影響，發(fā)現(xiàn)時(shí)滯反饋可以使該系統(tǒng)出現(xiàn)多個(gè)穩(wěn)定或不