動力減振鏜桿系統(tǒng)的非線性動力學特性研究.pdf

1、隨著機械制造工業(yè)的快速發(fā)展，對工件加工精度的要求越來越高。高速鏜削產生的振動降低了加工精度和切削效率，振動引起的噪音嚴重危害工人的身心健康。本文考慮減振鏜桿系統(tǒng)中橡膠圈和阻尼液的非線性因素分別建立了兩自由度內置式動力減振鏜桿系統(tǒng)模型和三自由度雙內置式動力減振鏜桿系統(tǒng)模型，基于非線性振動理論，數(shù)值計算系統(tǒng)分岔圖、Poincaré映射圖、PSP圖、安全盆和吸引域等，研究了系統(tǒng)動力學參數(shù)對系統(tǒng)振動特性的影響、系統(tǒng)振動安全盆對初值的敏感性以及系

2、統(tǒng)局部和全局動力學穩(wěn)定性，為減振鏜桿系統(tǒng)的設計和參數(shù)優(yōu)化提供依據(jù)。具體研究內容如下:
　　建立了兩自由度動力減振鏜桿系統(tǒng)的離散動力學模型，計算了阻尼液的阻尼系數(shù)和非線性阻尼力，給出了橡膠圈的非線性彈簧力，得到一個包含橡膠圈和阻尼液非線性項的動力減振鏜桿振動方程。
　　針對兩自由度動力減振鏜桿系統(tǒng)，選擇不同的動力學系統(tǒng)參數(shù)，借助數(shù)值計算方法，研究各動力學參數(shù)對系統(tǒng)分岔和混沌特性的影響。研究發(fā)現(xiàn)，外激勵頻率在0.5倍頻附近時幅值

3、突然急劇增加，出現(xiàn)強共振響應，系統(tǒng)振動瞬間失穩(wěn)。當外激勵頻率大于主倍頻后，系統(tǒng)出現(xiàn)穩(wěn)定周期1運動和擬周期運動相交替的現(xiàn)象。當橡膠圈彈性系數(shù)、阻尼液阻尼系數(shù)、減振塊質量較小時系統(tǒng)出現(xiàn)了鞍結分岔、Hopf分岔以及環(huán)面倍化分岔等較為復雜的分岔特性;當橡膠圈彈性系數(shù)、阻尼液阻尼系數(shù)、減振塊質量較大時系統(tǒng)振動較為穩(wěn)定，但并非穩(wěn)定的周期運動，而是周期運動和擬周期運動交替出現(xiàn)。研究發(fā)現(xiàn)在減振塊尺寸一定的條件下，其質量大于0.5倍的主系統(tǒng)質量時，系統(tǒng)振

4、動穩(wěn)定性增強，故在實際應用中，通過選用密度較大的質量塊可以有效抑制減振鏜桿的振動。
　　通過計算系統(tǒng)的安全盆研究了兩自由度減振鏜桿系統(tǒng)振動的安全特性。分析了隨外激勵頻率和阻尼液系數(shù)變化時系統(tǒng)安全盆的侵蝕過程。發(fā)現(xiàn)隨系統(tǒng)參數(shù)的變化系統(tǒng)安全盆受到不同程度的侵蝕。為了分析系統(tǒng)振動對初值的敏感性，數(shù)值計算了系統(tǒng)各吸引子的吸引域，對系統(tǒng)的局部及全局動力學特性進行穩(wěn)定性分析，研究發(fā)現(xiàn)隨動力學參數(shù)的變化，系統(tǒng)出現(xiàn)了周期運動與周期運動、周期運動與