基于电涡流阻尼的薄壁盘加工振动抑制

薄壁零件具有重量轻、相对强度高等优良特性,在航空航天等领域有着广泛应用;然而由于刚度小,薄壁工件在加工过程中容易发生变形和振动,导致产品难以满足尺寸精度和表面质量要求。为此,提出一种非接触式的电涡流阻尼器设计方法,旨在用于抑制加工过程中薄壁盘类工件的多模态振动。通过建立薄壁盘-电涡流阻尼器的耦合动力学模型,描述时空分布的系统惯量、刚度和阻尼;通过物理模型的模态降维和局部线性化,获得电涡流阻尼和薄壁盘振动位移的线性关系式。利用数值计算,分析电涡流在盘面分布的有效范围,揭示永磁铁的尺寸和位置对电涡流阻尼的影响规律,并提出永磁铁的优化布置方案,仿真分析薄壁盘-阻尼器的耦合动力学行为,为电涡流阻尼器的设计提供依据。最后,理论模型和仿真分析结果通过薄壁盘-阻尼器耦合的阶跃振动和车削加工试验验证;试验结果表明,电涡流阻尼器对薄壁盘振动有较好的抑制作用,在薄壁件加工减振应用中提供一种简单可行的有效方案。