考虑刀杆结构非线性的铣削过程颤振稳定性与主共振

摘要：

研究考虑铣刀杆结构非线性和阻尼的颤振稳定性以及主共振.将刀杆简化为平面弯曲悬臂梁结构模型.为了在模型中考虑结构阻尼的影响,假定刀杆由黏弹性材料构成.结合包含再生时滞效应和周期激励的切削力模型,根据Hamilton原理建立非线性运动方程.采用Galerkin法将非线性偏微分运动方程进行化简,导出主坐标表示的非线性常微分运动方程.通过时域数值积分得到铣削系统的稳定性lobes图.采用多尺度法对非线性常微分运动方程进行摄动求解,导出非线性切削系统在周期激励下的主共振响应的近似封闭解.研究刀杆的几何尺寸、结构阻尼、切削力系数、切削深度、齿数和切削力幅值等参数,对铣削过程非线性lobes图以及主共振响应曲线的影响.结果 表明,增加刀杆的长度或者降低铣削过程的临界切削深度;切削力系数越大,临界切削深度越小;增加结构阻尼能够明显提高铣削过程的颤振稳定性;主共振响应峰值向右偏斜,由于切削系统存在三次刚度非线性,主共振响应曲线表现出典型的硬弹簧Duffing振子的特性,出现跳跃性和多值区域.

关键词：铣削、非线性颤振、主共振、结构阻尼

所属期刊栏目：38

分类号：TH113;TG54

资助基金：国家自然科学基金11672166,51605264

在线出版日期：2020-01-11（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：62-69