机械系统中摩擦颤振机理的非线性分析

对一类摩擦颤振中具有代表性的双质体—传输带干摩擦系统的平衡点进行了稳定性分析,利用平均法求得系统纯滑动状态下的近似解析解,并结合数值方法揭示系统的非线性动力学现象,讨论了摩擦颤振的产生机理。通过分析可知,在传输带速度减小的过程中,系统的静平衡状态失稳,出现纯滑动和黏滞-滑动形式的摩擦颤振现象。     

铣削颤振过程中的振动非线性特征试验

为了分析铣削过程振动信号的非线性特征,使用双谱、李雅普诺夫系数、变形维数和近似熵分析变切深铣削过程中平稳铣削振动信号、颤振孕育振动信号和颤振振动信号.试验结果表明,振动信号在铣削颤振孕育和发生状态时具有强混沌特征,其双谱特征和混沌特征相结合可以作为识别颤振孕育、发生的有效手段,基于球形支持向量机分类器对平稳铣削、颤振孕育和颤振发生进行识别,识别准确率达98.0％.     

针式铣削半精加工技术

该加工技术用于材料的整理加工,可以去除金属表面的溶渣、锈蚀、氧化皮等.图1是其加工示意图.圆盘针式铣刀1的工作表面(切削刃)由不同直径的弹性金属绒丝组成.不同直     

高速铣削时颤振的诊断和稳定加工区域的预报

给出一种通过测量加工过程中的噪声来诊断高速铣削时颤振的方法.先测量环境噪声,然后测量加工噪声.理论分析和试验结果表明,如果加工噪声的主谐振频率接近其中一个环境噪声主谐振频率或者是齿频的整数倍,那么系统无颤振,否则有颤振.建立系统结构和铣削过程动力学特征参数的数学模型.根据测出的颤振频率,通过所建模型可解出系统的固有频率、阻尼比和过程参数,并计算出稳定极限曲线.试验证明,该方法能较好地预报高速铣削时的稳定加工区域.     

大型蜗杆铣削颤振稳定性研究

颤振通常会降低产品质量和生产效率,缩短机床和刀具的使用寿命。针对工业现场某大型蜗杆工件铣削加工中出现的颤振问题,建立其铣削颤振数学模型,采取对时滞项进行离散化的方法,利用Floquet理论进行判稳。在不同切削加工参数下试验对比稳定与失稳状态时刀具的振动信号特征,验证稳定性理论分析的正确性,避免了铣削过程颤振的发生。     

铣削颤振在线智能控制方法研究

针对铣削加工中颤振降低加工效率的情况,研究了颤振在线自主识别与控制的方法。使用传感器拾取加工状态信息,提取振动信号时域均方差特征及频域幅度谱特征,提出了具有广泛适用性的颤振在线识别算法。以2π作为刀具前后两次铣削振纹间的最优相位差,依据颤振频率调整主轴转速,消除颤振。以SIEMENS 840D系统为平台研究了机床转速在线实时调整的方法。进行了铝合金工件的铣削实验,验证了颤振在线抑制、提高加工效率的有效性。     

铣削加工过程稳定性分析

考虑刀具和工件的动态特性,建立了二维铣削加工过程的动力学模型,在此基础上,推导了稳定性叶瓣图绘制的公式。通过仿真,分析了模态参数对稳定性叶瓣图形状的影响。结果表明：刚度和阻尼率影响叶瓣图的纵向形状,固有频率影响叶瓣图的横向形状,叶瓣图的主要形状由动刚度最小的模态决定。
     

长悬臂铣刀铣削颤振的分析与抑制

长悬臂铣削颤振一直是机械加工工艺难点问题,国内外专家学者长期不懈地对此问题进行了研究,并取得了一定的成果。数控刀具的快速发展为解决此类问题提供了常规方式,比如减振刀杆,但这只是其中的一个方法,并不能保证颤振完全消失。本文对颤振机理、铣削过程进行了分析研究,通过对刀具几何角度的选择和走刀路径的优化,来达到更多地抑制长悬臂铣削颤振的目标,为解决长悬臂铣削颤振问题提供了有效方法。     

微铣削再生颤振动力学建模及稳定性分析

再生颤振是制约微铣削加工效率和加工质量的主要因素.以微铣削加工为研究对象,建立了考虑再生效应的微铣削颤振系统动力学模型和颤振稳定域解析模型,通过模态实验获得机床-刀具系统的频响函数,在此基础上综合使用铣削稳定性判据进行数值分析,获得了颤振稳定域解析解.最后进行了颤振稳定性加工实验,实验结果与仿真结果吻合良好,验证了建立的微铣削颤振系统动力学模型和颤振稳定域解析模型的正确性.     

从粗加工到精加工的铸铁铣削

铸铁铣削是发动机和壳体类零件制造的重要部分。在发动机制造中,正确的几何形状、良好的表面粗糙度以及全面质量保证中的零废品,都是绝对重要的目标。然而面对日益增加的成本压力,它们都黯然失色。为了满足以上所有要求,我们需要可靠高效的刀具和解决方案,例如缸体和缸盖各平面的粗铣和精铣。     

铣削力模型的频域特性研究

根据铣刀刀齿渐进磨损过程中切削力信号的变化特点 ,分析了切削力与刀齿后刀面磨损带面积 (AVB)间模型的频域统计特性 ,提取了反映刀具磨损状态的频域统计原始特征参数并进行了相关试验研究     

高速铣削时铣削力的研究

基于数控机床动力学测试分析和仿真系统,求得加工时的切削稳定域,确定加工参数的范围。在其它参数不变的情况下,通过对求得的切削力和功率的分析,得到转速高的铣削力相对较小,刀具螺旋角对铣削力的影响较小,切宽与铣削力不呈线性关系,切深与铣削力呈线性关系。文中对高速加工参数的选择有一定的指导意义。     

机械系统中摩擦颤振机理的非线性分析

对一类摩擦颤振中具有代表性的双质体-传输带干摩擦系统的平衡点进行了稳定性分析,利用平均法求得系统纯滑动状态下的近似解析解,并结合数值方法揭示系统的非线性动力学现象,讨论了摩擦颤振的产生机理。通过分析可知,在传输带速度减小的过程中,系统的静平衡状态失稳,出现纯滑动和黏滞-滑动形式的摩擦颤振现象。     

立式铣削切削颤振的监测方法研究

立铣加工过程中的颤振会严重影响工件表面质量和材料去除率,加剧刀具磨损和恶化工作环境。由于颤振产生速度较快,常规的信号采样、特征提取及分类方法难于满足实际应用。本文通过稀疏表示的数学理论实现对高频信号的低采样率获取,并在保持高频信号本质特征同时实现特征提取,简化状态监测的模块,并通过冗余词典的高识别度原子辨识加工状态。研究结果表明,该方法可以有效识别立铣加工过程的稳定、过渡和颤振状态。     

基于开放式控制器的铣削颤振在线抑制

为实现在线抑制铣削颤振,对颤振领域常用的传感器监控技术,尤其是三向切削力和振动加速度传感器的各向分量在颤振监控过程中的时域和频域敏感信号特征进行试验研究。针对监控的颤振敏感信号频域特性,研究快速傅里叶变换技术对信号有效信息的在线提取技术。对自激颤振的机理进行分析,建立颤振频率与主轴转速间的关系模型,为实现变主轴转速抑制自激颤振提供理论基础。对集成在线参数采集、反馈控制的全软件型模块化铣削控制器进行设计,将在线抑制颤振的相关变主轴转速算法嵌入开放式控制器中,并设计控制参数数据流在控制器模块间的实现流程。对连续变切削深度铝合金工件进行在线颤振抑制加工试验,试验验证开放式智能铣削控制器在线抑制颤振相关技术的正确性。     

高速铣削再生颤振稳定性预测与验证

再生型颤振是制约高速铣削加工效率和零件加工质量的主要因素。以高速铣削加工为研究对象,建立了考虑再生效应的高速铣削动态铣削力模型和颤振稳定域解析模型,通过模态实验获得机床-刀具系统的频响函数,在此基础上综合使用铣削稳定性判据进行数值分析,获得了高速铣削颤振稳定域的解析解。最后,进行了零件颤振稳定性铣削加工实验,实验得到的结果与仿真结果吻合良好,由此验证了建立的颤振系统动力学模型和颤振稳定性解析模型的正确性。     

汽车变速箱振动噪声时频域分析

汽车变速箱作为一个整体,在激振力的作用下产生振动与噪声是必然的结果,轴承、轴系、箱体等对变速箱的振动噪声都有影响。通过模拟运行方式,采集并分析了某型号汽车变速箱的时频域信号。对变速箱进行振动噪声时频域分析,可以掌握振动与噪声特性,这为后续对变速器进行以减振降噪为目的的结构动力学优化设计奠定了试验的基础。     

强非线性颤振分析的增量谐波平衡法

将增量谐波平衡法推广应用于二元机翼的颤振问题 ,为强非线性颤振分析提供了一条有效的新途径。对含有粘性阻尼项和强非线性立方俯仰刚度项的二元机翼颤振方程 ,采用振幅作为控制参数应用谐波平衡过程 ,求得方程解的表达式 ,并由此分析系统的分岔现象和极限环颤振现象 ,得到了极限环的大小。用龙格 库塔法进行数值计算验证 ,结果表明 :推广后的增量谐波平衡法在强非线性颤振分析中合理可靠 ,且具有足够的精度     

兼顾时频域特征量提取的非线性油气悬架参数识别

针对完全基于时域或完全基于频域的非线性参数识别方法的局限性,提出了一种兼顾时频域特征量提取的非线性油气悬架参数识别方法。在建立含非线性油气悬架车辆动力学仿真模型的基础上,采用快速傅里叶逆变换法获得标准路面不平度等级的输入激励,结合小波分析和滤波处理提取实验结果的时频域特征量,构建非线性油气悬架参数识别的优化模型,通过最小化仿真结果与实验结果在时频域的特征量,实现了非线性油气悬架参数在实际工况下的准确识别。识别的定量与定性分析表明了识别结果的准确可靠。通过将路面时域建模技术、小波滤波技术和优化模型构造方法与模拟退火算法的有机结合,为非线性悬架系统的参数识别提供了一种有效可靠的方法。