时滞作用下切削系统的时频响应特性研究

摘要：

在车削、铣削、钻镗孔等机械加工过程中,由于再生切削效应,刀具-工件系统的运动方程存在时滞环节,导致系统的动力学特性发生改变.以车削过程为工程背景,定量研究了单自由度二阶线性时滞微分系统在受到外激励时的动力学响应.通过推导系统输入输出随时滞刚度及时滞量大小变化的传递函数关系,在参数空间得到了系统的幅频响应曲面.结果 显示时滞将使得系统的工作模态发生改变,幅频响应出现多个共振峰,其中时滞刚度主要影响共振峰的峰值,而时滞量则主要影响共振峰的数量.同时,通过解析求解共振峰的脊线簇的方程,得到了共振峰在参数空间的分布规律.此外,数值求解得到了共振峰数目的定量分布图,结果显示,随着时滞刚度与时滞量的增大,共振峰的数目从1呈连续整数增加直至无穷,而系统阻尼对这一增长趋势无明显影响.通过车削试验平台上的模态锤击试验,验证了理论推导的时滞系统时频响应特性的相关结论.该研究在机床工作模态分析、整机动力学响应分析等方面具有潜在的学术与应用价值.

关键词：时滞系统、再生切削、工作模态、时频特性、机床动力学

所属期刊栏目：39

分类号：TH212;TH213.3(起重机械与运输机械)

资助基金：工信部高档数控机床与基础制造装备科技重大专项课题;博士后基金;博士后国际交流派出项目

在线出版日期：2020-05-21（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：8-14,58