电流变液减振器在抑制深孔切削颤振上的研究

设计了一套基于剪切模式的电流变液减振器,并应用于抑制深孔机床切削振动和颤振。分析了减振器阻尼力公式及影响因素,得到简化的切削系统动力学模型。最后通过计算机仿真表明通过控制电流变液减振器的电场强度可以很方便地调节系统的阻尼率,能有效地抑制切削颤振的发生。     

基于磁流变液减振器的抑制深孔钻削颤振研究

深孔机床在钻削加工中出现颤振,会导致加工精度和效率降低、刀具与机床寿命缩短和有害噪声的产生。因此对颤振和其抑制技术的研究至关重要。通过对磁流变液效应机理以及工作原理的研究,设计出基于挤压模式的自适应磁流变液减振器,将其安装在深孔机床上。建立动力学模型并求得动力学方程,通过MATLAB的Simulink平台对动力学模型进行仿真,对比分析在不同转速下安装减振器的系统与未安装减振器系统的振动图形。结果表明:磁流变液减振器可以大幅、迅速地衰减振幅并缩短振动周期,因此自适应磁流变液减振器对机床切削颤振具有很好的抑制作用。     

基于电流变效应的深孔切削颤振防治研究

在电流变液的电流变效应基础上,改进了剪切模式下的深孔电流变液减振器,对减振器阻尼力公式及影响因素进行了分析,推导出了切削系统动力学模型。由MATLAB软件仿真结果表明:切削系统的阻尼率变化可以通过对电流变液电场强度的改变而快速实现,从而达到抑制切削颤振的目的。     

基于磁流变效应的深孔切削颤振抑制装置研究

在孔加工过程中,深孔加工机床出现的颤振会导致加工精度降低、加工效率下降、刀具与机床寿命缩短以及产生有害噪声。通过对颤振产生的机理进行分析,设计了基于磁流变效应的自适应颤振抑制装置;建立了深孔加工的动力学模型与动力学方程,并通过MATLAB Simulink进行仿真分析;在不同转速下对比安装与未安装减振器系统的振动情况,验证了该装置对颤振的抑制作用。     

基于电流变效应的车削颤振预报控制技术的研究

将电流变减振技术引入机床切削系统,研制了车床横刀架电流变液减振器。通过流变学动态模量测试方法,求得了该系统的附加阻尼和附加刚度,并对该系统振动响应特性进行了理论分析。研制开发了基于电流变效应的车削颤振预报控制系统。预报控制试验结果表明,利用该系统可以对机床切削颤振实施有效的预报控制。     

电流变液减振器在深孔颤振控制中的试验研究

针对深孔加工中的颇振问题,结合深孔加工的特点,设计了一种基于混合模式的电流变液减振器。利用电流变液在电场强度下能够快速、连续、可逆地改变其粘度和抗剪屈服应力的特性,可实现对减振器可控阻尼力的连续、无级调节。通过对减振器可控阻尼力的数值仿真,分析了阻尼力的影响因素。在Z2120型BTA深孔钻镗床上进行了切削颤振控制试验,对比了不同电场强度下钻杆振动的振幅和被加工孔的表面粗糙度。试验结果表明:在电场作用下,混合模式电流变液减振器能够有效地减小钻杆振动的幅值和明显减小被加工孔的表面粗糙度值。但是不同电场作用下,减振器的减振效果不同。     

基于磁流变液深孔钻削颤振抑制技术的研究

在传统的深孔加工过程中,切削振动很难抑制,只能凭借加工经验来判断和处理。本文利用磁流变液减振器来抑制振动,详细分析了磁流变液减振器的三种工作模式:流动模式、剪切模式和挤压模式。通过对深孔加工系统模型的分析得到系统动力学方程,并利用MATLAB/Simulink对系统动力学模型进行仿真分析,验证其可行性。比较分析结果表明,磁流变液减振器能够有效抑制深孔加工的切削振动。     

液膜阻尼在抑振深孔钻削颤振上的研究

基于液膜阻尼的工作原理,设计了一套液膜阻尼器,用来抑制深孔机床钻削颤振。通过对钻削系统建立的动力学模型分析,得出了系统的频率响应函数。最后,通过MATLAB仿真表明:通过调整液膜的阻尼,来改变系统的阻尼率,可以有效地抑制钻削颤振的产生。     

细长孔阻尼抑制深孔镗削颤振的研究

针对深孔镗削加工中的颤振问题,设计了一套具有多个细长孔的双镗杆刀具系统结构,通过细长孔阻尼作用,抑制镗削加工过程中刀具系统的颤振。根据流体力学环形间隙流动以及细长孔阻尼理论,建立双镗杆刀具系统结构的数学模型,利用MATLAB进行数值模拟;利用Fluent软件对双镗杆刀具系统结构的内部流场进行仿真,得出流场域的阻力系数增大;建立镗削过程中的振动模型,运用Simulink对其进行动力学仿真得到振动时域图,直观显示了切削液流经具有多个细长孔的阻尼通道能有效抑制深孔镗削过程中的颤振。     

电流变技术在机床切削颤振控制中的应用

根据电流变液体的优良力学性能和剪切模式电流变液阻尼器的工作原理,设计了一基于剪切模式的电流变阻尼器,在此基础上设计了一个颤振控制专用刀座系统.对这个系统进行了动力学模型的建立和分析,最后通过计算机仿真表明通过控制电流变阻尼器的电场强度可以很方便地调节系统的阻尼率,大幅度地减小振幅,能有效地抑制切削颤振的发生.     

CONDITION MONITOR OF DEEP-HOLE DRILLING BASED ON MULTI-SENSOR INFORMATION FUSION

A condition monitoring method of deep-hole drilling based on multi-sensor information fusion is discussed. The signal of vibration and cutting force are collected when the condition of deep-hole drilling on stainless steel OCr17Ni4Cu4Nb is normal or abnormal. Four eigenvectors are extracted on time-domain and frequency-domain analysis of the signals. Then the four eigenvectors are combined and sent to neural networks to dispose. The fusion results indicate that multi-sensor information fusion is superior to single-sensor information, and that cutting force signal can reflect the condition of cutting tool better than vibration signal.     

活塞式磁性液体减振器的阻尼分析和实验研究

根据磁性液体的磁粘特性,当磁性液体周围施加垂直于其涡旋矢量方向的磁场时,磁性液体的粘度增加,利用磁性液体作为减振器的阻尼液,通过改变磁场可以调节振动系统的阻尼比,从而达到减振的目的。根据这一特性,提出一种活塞式磁性液体减振器。根据磁性液体的流动方程和连续性方程,建立了减振器中磁性液体的动力学模型,并得到减振器阻尼力与振动速度之间的表达式以及减振系统的阻尼比。设计实验,将磁性液体减振器安装在悬臂梁自由端,利用线圈对减振器施加均匀磁场,研究不同线圈电流时磁性液体减振器对梁振动阻尼比的影响。实验表明,在所假设的条件下,实验结果与理论结果的一致性较好。同时得出,在一定范围内,活塞式磁性液体减振器的阻尼效果随着线圈电流的增大而增大。     

多层滑动极板式电流变阻尼器的动力学建模

研制了一种多层滑动极板电流变阻尼器 ,并进行了阻尼器的动态特性实验。基于 Bingham塑性理论 ,提出了一种考虑电流变阻尼器的粘性阻尼和库仑阻尼效应的力学模型 ,该模型具有结构简单 ,模型参数少的特点。利用阻尼器动态实验数据 ,用参数优化方法对阻尼器力学模型进行了参数识别 ,仿真结果表明这种力学模型可以较精确地模拟该阻尼器的动态特性     

Eigensolution of a BTA deep-hole drilling shaft system

A numerical investigation is conducted to obtain the eigensolution of a deep-hole drilling shaft system. The rotating drilling shaft is modeled as a Rayleigh beam that conveys cutting fluid and is subjected to torque, compressive axial force, and support constraints. The governing equation of the drilling shaft system for lateral vibration is obtained by considering fluid-structure interaction, rotational inertia, gyroscopic effect, effect of motion constraints, and frictional damping generated by the surrounding fluid. The influence of cutting fluid flow velocity, rotational angular velocity, torque, compressive axial force, and support constraints on the natural frequency and stability of the drilling shaft system is examined. Cutting fluid flow velocity, compressive axial force, and torque decrease the natural frequency of the system, whereas rotational angular velocity and support constraints improve system stability.     

Effect of viscous heating in fluid damper on the vibration isolation performance

Fluid viscous damper is an important component of a whole spacecraft vibration isolator and many other isolators applied in different areas. In this paper, the interaction between viscous heating and damping force in a fluid viscous damper is considered. And a thermodynamic model of the fluid viscous damper, which includes a dynamic equation and the thermal balance equation, is developed. As the system is time varying in the application of whole spacecraft vibration isolation, the effect of viscous heating on the vibration isolation performance is numerically studied both in the frequency domain and the time domain. From the numerical analysis, it is found that the temperature rise mainly causes shifts of resonant frequencies and larger amplification factors at resonances.     

轴向绕组磁流变液阻尼器阻尼与动力性能

为了分析轴向绕组磁流变阻尼器的阻尼力及其动力性能,将阻尼器的阻尼系数视为定值,对阻尼器动力性能进行仿真分析,得到库仑阻尼力与电流强度关系。将实际的阻尼系数等效线性化,通过对阻尼器阻尼振动试验测试得到实际阻尼系数与电流强度变化关系。对阻尼器库仑阻尼力进行试验分析,试验测试结果与仿真值基本相符,验证了仿真分析的正确性。分析表明阻尼器的阻尼力几乎都由库仑阻尼力提供,有利于使用电流控制阻尼器的阻尼力。     

STUDY ON ELECTRORHEOLOGICAL FLUID DAMPER FOR APPLICATION IN MACHINING CHATTER CONTROL

The electrorheological fluid(ERF)is a kind of intelligent material with bright prospects for industry applications, which has viscoelastic characteristic: under the applied electric field. The dynamic model of a milling system with an ERF damper is established, and the chatter suppression mechanism of the ER effect is discussed theoretically. Both the theoretical study and the experimental investigation show that the additional damping and additioaal stiffness produced by the ERF increase with the rise in the strength of electric field E, but their influence on the cutting stability is different. Only when both additional damping and additional stiffress cooperate, the milling chatter can be suppressed quickly and effectively. In additional, an ERF dumper used on the arbor of horizontal spindle milling machine is developed, and a series of milling shatter control experiments are performed. The experimental results show that the milling chatter can be suppressed effectively by using the ER damper.     

磁流变智能阻尼器在抑制深孔切削振动上的研究

基于磁流变液的工作原理,设计了一套剪切阀式磁流变阻尼器,用于抑制深孔切削中的振动。分析了磁流变液工作原理,通过对深孔切削系统建立的动力学模型,得出系统的频率响应函数。最后通过MATLAB仿真分析表明:控制磁流变阻尼器的磁场强度可方便调节系统的阻尼率,进而能有效地抑制深孔切削振动的发生。