刚度主轴方位对模态耦合再生切削系统动态响应谐参数的影响

综合考虑再生切削效应和模态耦合效应,建立了随机扰动激励下两自由度切削加工系统的时滞动力学模型.分析了刚度主轴方位对切削稳定性叶瓣的影响.将切削系统的动态响应作为观测数据,基于互四阶累积量的谐参数联合估计ESPRIT方法,考察了刚度主轴方位对模态耦合再生切削系统动态响应的互功率、频率和相移等谐参数的影响,揭示了这些谐参数关于刚度主轴方位角的一些新依赖特征.     

刚度主轴方位对模态耦合再生切削系统动态响应谐参数的影响

摘 要：综合考虑再生切削效应和模态耦合效应,建立了随机扰动激励下两自由度切削加工系统的时滞动力学模型。分析了刚度主轴方位对切削稳定性叶瓣的影响。将切削系统的动态响应作为观测数据,基于互四阶累积量的谐参数联合估计ESPRIT方法,考察了刚度主轴方位对模态耦合再生切削系统动态响应的互功率、频率和相移等谐参数的影响,揭示了这些谐参数关于刚度主轴方位角的一些新依赖特征。     

在线自寻优控制机床主轴转速的研究

以机床主轴前后两转切削振动的相位差ψ为寻优参数，对机床主轴转速进行在线自寻优控制，使切削过程总能在稳定区进行。试验结果表明，本文提出的在线自寻优控制机床主轴转速的方法对切削颤振有很好的控制作用，具有良好的生产应用前景。     

工艺系统刚度主轴方位对切削过程稳定性影响的研究

本文系统地讨论了工艺系统刚度主轴方位对切削过程稳定性影响的规律.理论分析和试验结果证明,工艺系统刚度主轴方位对系统稳定性的影响与切削过程动态切削力的构成有关.动态切削力的构成不同,工艺系统刚度主轴的最佳方位也不同.     

切削过程再生颤振的模糊稳定性分析

在机床切削颤振分析中首次考虑了模糊不确定性因素的影响，利用模糊数学分析方法详细论述了切削过程再生颤振的模糊稳定性分析问题，给出了模糊稳定性极限切削宽度集合的可能性分布及其置信区间表达式，最后依据本文的理论分析，经计算机编程绘制了模糊稳定性图     

刀具工作前角时变系统切削稳定性的研究

理论分析和试验结果表明，刀具工作前角时变系统的振动响应幅值比刀具工作前角固定不变的系统的振动响应幅值明显减小．试验在普通车床上进行，刀具工作前角由微机通过步进电机按规定的时变参数控制。     

混合噪声背景下正弦参数估计的互高阶谱Pisarenko方法

本以互四阶累积量为依据,首次证明了互高阶累积量可以有效地抑制非相关噪声和高斯噪声;并在建立互高阶累积量的Yule-Walker方程的基础上,通过该矩阵的奇异值分解,建立了信号矢量空间与噪声矢量空间;首次提出了混合噪声背景下正弦参数估计的互高阶谱Pisarenko方法。仿真结果表明,与自高阶谱Pisarenko方法相比,该方法具有更好的谱估计的分辨率和谱估计的稳定性,抗干扰性更强,其信噪比工作门限更低,特别适合于工程中小信号的测量。     

对再生型切削颤振模型的试验分析

一个专门设计的切削颤振试验揭示了颤振发生和发展的全过程.在连续增加切深的条件下,颤振会在一个特定的切深下突然发生,其特征是某一频率上的振幅突然大幅度增加;切深继续加大,振幅也继续增大但颤振频率几乎不变;最后,颤振频率向下漂移并保持颤振.随后进行的激振试验,确认了本次颤振试验中出现的两个颤振频率分别属于工件系统和刀具系统.从颤振能量补充和质量效应的角度分析,颤振应发生于两个最终执行部件之一的固有频率上.以此为基础建立了一个具有两个颤振主动体的颤振模型,新的模型可以用来合理解释本试验的现象,也更适合颤振监测和抗颤振结构改良的需要.     

时滞作用下切削系统的时频响应特性研究

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。     

时变金属切削过程颤振的线性,非线性时序模型

本文首先提出了时变金属切削过程的概念,然后采用对信号分段的AR、SETAR模型描述其时变性.文中对时变切削颤振的AR谱、颤振模态的阻尼率、时变系统的特征根、稳态颤振的极限环四个方面进行了研究,并直接用于第二汽车制造厂关键设备M_x-4车床的振动问题,较好地解释了M_x-4车床颤振的一些特有现象.     

高转速对电主轴系统动力学特性的影响分析

高速切削的加工质量、加工效率与高速主轴系统的动力学特性密切相关,而转速对主轴系统的动力学特性有着明显的影响。该文首先确定了由高转速所诱发的主轴系统动力学特性影响因素,包括离心力、陀螺力矩以及轴承刚度软化等,并列举了围绕上述影响因素的相关研究成果。在此基础上,基于有限元法构建了考虑转速的主轴-轴承的通用有限元模型。以某电主轴为例,分别定性或定量分析了离心力、陀螺效应、轴承的径向刚度以及上述因素的耦合对高速主轴动力学特性的影响。该文的研究表明,主轴在高速运转状态下,轴承径向刚度、离心力和陀螺效应对主轴系统动力学特性都有较显著的影响,在对高速运转状态下的主轴系统动力学建模时,必须考虑上述影响因素。     

弹性支承结构用于高速纺纱锭子的减振与降噪

本文采用转子动力学的弹性支承理论设计了一种新型高速纺纱锭子.首先简述了弹性支承理论的要点;其次根据该理论提出了一种纺纱锭子的新结构;最后做了新型锭子的振动、噪声等实验.实验结果表明:与目前广泛使用的锭子相比,新型锭子的平稳工作转速大幅度提高,而噪声则大幅度降低.该新型锭子已经通过部级鉴定,并获得了国家专利.     

高速铁路路桥过渡段路基动响应特性研究

通过现场实测，对秦沈客运专线动力分散型机车在某路桥过渡段高速行车条件下的动响应规律进行了研究。分析了沿路桥过渡段线路纵向的动应力分布规律、列车速度和动应力的关系，以及动应力沿路基深度方向的变化规律等。分析表明：沿铁路线纵向随车速的增大，动应力有不同程度的增加；动应力随路基深度的增加衰减很快。并且随着深度的增加。动应力值和静态应力值越来越接近：过渡段路基速度动力系数小于0．3，用速度动力系数能够直观地表示速度对路基的动力作用。     

柔性梁上高速移动质量动力响应分析

与通常研究移动质量与结构的动力相互作用不同,本文认为移动质量在梁上的刚体运动不是预先知道的,即考虑Timoshenko paradox效应,建立了移动质量与柔性梁振动微分方程.然后,采用数值积分方法求解耦合系统的动力响应.数值结果表明本文的方法是正确的     

京秦提速工程车——路动力仿真与试验的对比研究

结合京秦线提速改造工程进行了列车-路基动力仿真计算.在不同速度条件下,通过路基段加固前后状态下机车车辆运行安全舒适性指标、轨道及路基主要动力性能指标的分析计算,在此基础上对京秦既有线路基对时速200km/h提速的适应性及加固方案的可行性提出了相应评价意见与建议,并与随后的实车试验进行了对比.试验测试结果验证了仿真分析的可靠性.