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《天津大学》 2004年
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机床切削颤振的非线性振动研究

王立刚  
【摘要】:干摩擦引起的振动问题是工程界极为普遍的现象,本文针对机床切削加工过程中存在的颤振问题,利用非线性动力学,着重讨论了机床系统的内共振现象。对于非线性振动问题的研究,特别对于工程技术中出现的非线性问题,一般采用实验法和分析法,而分析法的主要研究内容,就是非线性动力学系统各种运动的定性和定量分析。本文的主要工作是对机床发生的颤振现象进行非线性动力学研究。主要包括以下几个方面: 1.简述了目前国内外机床颤振问题的研究现状以及相关领域的发展方向,指出了本文的实际工程研究背景。 2.讨论了干摩擦型颤振和机床自激振动的特点,结合非线性振动理论,针对机床的刀架弹性子系统和工件弹性子系统在非线性切削力耦合下的颤振现象,利用动力学理论和振型的正交性,建立了多自由度的非线性耦合方程。 3.针对两个自由度方程,利用龙格-库塔方法分别讨论了系统发生1:1和1:2内共振时的数值解,初步确定了系统的动力学特性,如时间历程及幅频曲线等。利用近似方程讨论了系统平衡点的稳定性,并且根据庞加莱理论分析了系统的全局分叉特性。然后,采用平均法求出系统发生1:2内共振时的解析解,得到了工件和刀架发生颤振的稳态解以及振幅响应曲线,进一步对机床颤振系统的动力学特性作了相应的分析。 4.利用多尺度法求出了方程组的解析解,得到了相应的分叉方程。根据奇异性理论,对系统的分岔方程进行了分岔行为的分析和讨论,得到多种转迁集和分岔图。 5.最后,对本文的工作进行了总结,并且讨论了该课题中有待进一步研究的问题和今后的发展方向。
【学位授予单位】:天津大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:TG502

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【引证文献】
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1 丁淑芳;双柱面切断刀切削机理研究与结构优化[D];河北科技大学;2010年
2 刘付友;数控螺旋锥齿轮铣齿机刀具进给系统的振动分析与研究[D];吉林大学;2011年
3 马生彪;磨削加工过程振动仿真与磨削温度预测[D];郑州大学;2011年
4 徐兴强;机床切削颤振系统与在线监测的仿真研究[D];辽宁工程技术大学;2006年
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【参考文献】
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【共引文献】
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10 杜秀霞;李平康;;旋转机械轴系扭振频率微弱信号的混沌检测方法[J];鞍山科技大学学报;2007年04期
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9 徐广晨;翁泽宇;;基于能量平衡原理的机床动态性能研究[A];机械动力学理论及其应用[C];2011年
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1 吴冬梅;基于达芬振子的微弱信号检测方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
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3 魏要强;基于空运行激励的数控机床结构实验模态分析新方法[D];华中科技大学;2010年
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1 任泉;基于光纤传感的细纱小张力检测技术研究[D];浙江理工大学;2010年
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4 王影;导管架调平器工程样机研究与设计[D];哈尔滨工程大学;2010年
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10 杨懿;基于Hamilton原理的转子—汽封—轴承系统非线性动力学问题研究[D];浙江大学;2010年
【同被引文献】
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10 王艳芹;张维;;基于MATLAB的RBF神经网络建模及应用[J];大庆师范学院学报;2007年02期
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10 王安;机床切削颤振的动力学问题研究[D];兰州理工大学;2008年
【二级引证文献】
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1 孙胜男;陈健云;苏志彬;;悬浮隧道锚索-隧道耦合非线性参数振动研究[J];振动与冲击;2007年10期
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1 李栎楠;产形线切齿法加工准双曲面齿轮研究[D];吉林大学;2011年
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2 丁淑芳;双柱面切断刀切削机理研究与结构优化[D];河北科技大学;2010年
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10 张小军;李晓阳;张松;;脉搏波在动脉内传播的非线性动力学模型[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年
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3 记者 陈建强 通讯员 孙卫军;大型旋转机械非线性动力学研究成果丰硕[N];光明日报;2003年
4 郝丽;根治机械振动失稳顽疾[N];科技日报;2009年
5 姜丽丽;颤振试飞急先锋[N];中国航空报;2005年
6 本报记者 刘垠;会员日里讲述别样精彩人生[N];大众科技报;2009年
7 张学晋 杨文;老教授4000余册图书赠家乡[N];山西日报;2009年
8 记者 甘勃;首架国产大型民用直升机将首飞[N];大众科技报;2010年
9 张峰秋;科技潮头踏浪行[N];中国航空报;2005年
10 焦静波 整理;羽翼已丰 龙行苍穹[N];中国航空报;2010年
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5 Ayad Thabit Saeed(阿亚德);厦漳跨海大桥的颤振和抖振响应实验研究[D];重庆大学;2011年
6 王韬;内燃机配气系统的非线性动力学研究[D];天津大学;2004年
7 赵文胜;轴向流中板结构流固耦合动力学研究[D];武汉大学;2011年
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9 孙保苍;轴承—转子系统非线性动力学若干问题研究[D];南京航空航天大学;2002年
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1 王立刚;机床切削颤振的非线性振动研究[D];天津大学;2004年
2 王安;机床切削颤振的动力学问题研究[D];兰州理工大学;2008年
3 陶志军;微静电开关的非线性动力学[D];天津大学;2004年
4 钱鋆;水声信号的非线性动力学检测[D];东南大学;2006年
5 刘铸永;基于小波分析数值求解几类非线性动力学问题[D];湖南大学;2004年
6 童珊;视觉信息处理过程中脑电信号的非线性动力学研究[D];四川大学;2005年
7 王书旺;一种基于耦合映象格子模型的非线性信号处理方法[D];汕头大学;2005年
8 李晓利;基于小波神经网络的化工安全评价研究[D];太原理工大学;2007年
9 王坤飞;船舶横摇运动中的混沌及其鲁棒控制[D];大连海事大学;2009年
10 焦兵;沪市股指的非线性动力学特征研究[D];兰州大学;2009年
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