剛度時變系統(tǒng)非線性動力學研究及穩(wěn)定性預測.pdf

1、高速銑削加工技術是先進制造技術中最重要的基礎技術之一，已成為21世紀先進制造技術的重要組成部分，被廣泛應用于航空航天、汽車、模具、能源、軌道交通等眾多領域。銑削過程中的顫振是高速銑削實現(xiàn)高速、高效和高精度加工的關鍵限制因素之一，因此大型整體薄壁件高速銑削下的穩(wěn)定性預測問題成為航空工業(yè)制造技術中迫切需要解決的技術難題。以大型整體薄壁件為研究對象，以提高切削效率、保障切削穩(wěn)定性為主要研究目標，圍繞高速銑削過程中隨工件材料快速去除工件質(zhì)量和剛

2、度時變的特點，借助理論分析和試驗研究等手段，對整個銑削過程的穩(wěn)定性進行系統(tǒng)深入的研究。 整個大型整體薄壁件高速銑削加工過程劃分了剛性工件、柔性工件剛度時不變和柔性工件剛度時變?nèi)齻€加工階段，分別建立時不變和時變系統(tǒng)的動力學模型；從工程應用角度出發(fā)，確定了工件臨界剛度對應下的工件臨界質(zhì)量作為是否考慮工件柔性的臨界判據(jù)，并確定了工件臨界質(zhì)量值；分析高速銑削過程中，動態(tài)銑削力和工件剛度隨材料切除在不同剩余壁厚和刀具作用位置時系統(tǒng)動態(tài)特性

3、（模態(tài)參數(shù)、頻響函數(shù)）及其變化規(guī)律。 基于所建立的大型整體薄壁件剛性工件、柔性工件剛度時不變和柔性工件剛度時變階段動力學模型來進行穩(wěn)定性預測分析，針對柔性工件剛度時變階段的質(zhì)量、剛度等參數(shù)時變的特性，利用靈敏度法分析了工件質(zhì)量和剛度變化對高速銑削系統(tǒng)模態(tài)特性的貢獻靈敏度，依據(jù)動態(tài)響應輸出信號（output only）法確定質(zhì)量、剛度等多參數(shù)時變系統(tǒng)的頻響函數(shù)，利用matlab仿真技術繪制了整個銑削過程不同階段的穩(wěn)定性lobe圖（