减振镗杆的有限元分析
目录
中文摘要1
英文摘要1
第1章减振镗杆的国内外研究水平和发展趋势1
第2章颤振的机理及稳定性分析理论3
2.1再生颤振的机理3
2.2再生颤振系统4
2.3系统切削过程动态模型5
2.4镗削过程稳定性分析理论与稳定性图7
第3章减振镗杆的动力学模型12
3.1减振镗杆的设计14
3.2减振镗杆模型的分析16
3.3在ANSYS程序中进行应力应变分析18
3.4模型在频域内的仿真结果18
结论与展望22
致谢23
参考文献： 24
附件I英文文献翻译25
附件II英文文献原文28
第2章颤振的机理及稳定性分析理论
2.1再生颤振的机理
现代的颤振理论指出，颤振是一种气动弹性动力不稳定的现象。镗削颤振是气流中的运动的镗削加工设备和工件在空气动力、惯性力和弹性力的相互作用下形成的一种自激振动。低于颤振速度时，振动是衰减的；等于颤振速度时，振动保持等幅值；超过颤振速度时，在多数情况下，振动是发散的，在三种情况下都能影响到镗削加工工件的表面抛光度，影响加工质量和效率。
颤振的类型主要分为再生型、耦合型、摩擦型。不同颤振类别有它各自不同的激振机理，因而也就有不同的消振减振方法。从实际解决现场生产中发生的机械加工振动问题考虑，正确识别机械加工振动的类别是十分重要的。一旦明确了现场生产中发生的振动主要是属于哪个类型的颤振，便可有针对性地采取相应的消振减振措施，使振动减小到许可的范围内。
从简化分析考虑，在研究切削加工颤振问题时，多数学者选用的动力学从简化分析考虑，在研究切削加工颤振问题时，多数学者选用的动力学模型都是线性动力学模型，即假设惯性力与振动加速度呈线性关系变化，阻尼力与振动速度呈线性关系变化，弹性恢复力与振动位移呈线性关系变化，且假设动态切削力也与振动响应呈线性关系变化。根据线性动力学模型求得的振动解与实际测量所得到的振动响应往往差别较大，这说明实际加工系统不都是线性系统。对于非线性颤振理论的研究工作只是刚刚开始，尚不够系统深入。在非线性颤振理论的研究工作达到完全可以被理解的程度之前，人们所提供的振动控制技术不能认为是十分完善的。
再生颤振是一种典型的由于振动位移延时反馈所导致的动态失稳现象也是金属切削机床发生自激振动的主要机制之一。在镗削过程中其中再生型颤振最为常见。颤振时，工件表面出现螺旋纹。依螺旋纹的变化可将镗削颤振过程分为无颤振阶段、颤振开始阶段、颤振发展阶段、颤振充分阶段。在颤振开始阶段，工件加工表面开始出现细小的螺旋纹；颤振发展阶段螺旋纹逐渐加深，至颤振充分阶段螺旋纹深度稳定下来。
实验研究表明加工过程中颤振的发展过程有以下特点：
(1)颤振波形类似于谐振波，幅值的增长是一个渐变的过程；
(2)振动频率随颤振的发展，逐渐稳定到接近系统的固有频率。此时振动频率由宽带随机过程转变为窄带随机过；
(3)当振动频率稳定到系统的固有频率时，振动幅值尚未达到充分颤振阶段的幅值。在颤振幅值达到充分颤振阶段前约有400ms至600ms或更长，这就给快速在线预报和控制镗削过程中的颤振提供了识别和反馈控制的宝贵时间。
