铣削过程非线性动力学的研究进展

随着高速铣削技术的发展,铣削过程动力学的传统线性理论已经不能保证所建模型的精确度,而非线性理论可以更好地解释颤振发生、发展和自稳定的全过程.考虑铣削过程非线性因素,是准确预测高速铣削过程中的颤振临界值、工件表面位置误差的前提.从探讨高速铣削过程非线性动力学发展的角度,分析了动力学模型中非线性因素的来源,介绍了非线性铣削系统再生颤振、分叉与混沌的研究进展,并展望了铣削过程非线性动力学的发展趋势.     

考虑助力器动力学的舵系统结构非线性颤振特性分析

针对操纵系统的结构非线性问题,提出了2种考虑动刚度特性的舵系统(助力器系统和舵面耦合系统)颤振分析方法。利用分支模态法建立了以助力器系统动力学方程为基础的时域和频域非线性控制方程。使用描述函数法和一种改进的迭代方法得到系统控制命令为0时的预载间隙非线性颤振特性,比较了时域和频域结果。结果显示,在非线性条件下,控制命令的幅值和相位对颤振特性都有影响。     

基于动态特性和小波包的铣削颤振识别

在金属铣削尤其是低刚度工件加工过程中,颤振是影响工件表面质量、加工效率和刀具寿命等的关键因素。为了避免加工产生的颤振,从信号处理的角度出发,提出了一种基于系统动态特性和小波包的铣削颤振识别方法。通过模态实验获取系统的模态参数,依据颤振频率在系统固有频率附近会出现峰值的特点,采用小波包对原始切削力信号进行分解,然后选取包含丰富颤振信息的频段进行重构,最后对比和分析铣削力信号时频谱图和希尔伯特频谱,实现颤振识别,并对所提出的方法进行了实验验证。结果表明,所提出的方法具有有效性和可靠性。     

切削颤振的非线性动力学分析

本文应用Ｍｅｌｎｉｋｏｖ方法，分析了具有小参数Ｈａｍｉｌｔｏｎ系统的动力学特性，给出了出现混沌的条件，可以作为研究切削颤振的判据。     

万能回转头铣床的铣削颤振

本文介绍了在万能回转头铣床上进行铣削试验的结果,对铣削过程中产生的颤振类型进行了分析和判别,讨论了切削过程和机床结构对铣削稳定性的影响,并从抑制铣削颤振的角度提出了改进机床结构的意见。     

超音速气流中受热壁板的非线性颤振特性

随着高速飞行器技术的快速发展,壁板热颤振成为国内外研究人员的关注热点。壁板热颤振对飞行器性能有重大影响,甚至影响飞行安全。以超音速气流下的无限展长二维壁板结构作为研究对象,计入热效应的影响,根据Kirchhoff平板理论和Von Karman大变形几何非线性壁板理论建立系统的运动微分方程。并以壁板在x=0.25处为算例绘制了其前三阶弯曲构型的静态分岔图,对不同轴向载荷条件下壁板的屈曲构型进行了分析。考虑到温差ΔT是影响热应力的重要因素,对比了不同温差条件下,壁板的静气动弹性变形图,结果表明,温差越大,壁板偏离静平衡位置的位移越大。     

轴瓦定位唇专用铣床铣削杆振动特性分析

针对轴瓦定位唇专用铣床铣削杆在工作过程中产生振动的问题,基于刀具铣削理论与罚函数算法,采用有限元建模方法对铣刀杆工作状况合理简化并施加合理约束,建立了铣刀杆的有限元模型并进行模态分析,模态分析得到的铣削杆前5阶固有频率与实验方法获得的数据在误差允许范围内.通过对铣削杆前5阶模态的分析,发现铣削主轴两端采用轴承支撑,铣削过程中变形小,而铣削杆为悬壁梁支撑,在二、三阶固有频率下发生大变形,对轴瓦定位唇铣削精确度影响较大.     

基于再生颤振的端铣动态铣削过程建模与仿真

以切削颤振理论为基础,建立了端铣动态铣削过程的动力学模型,并运用数字仿真技术,在引入状态空间变量的前提下,对动态端铣过程进行了时域仿真研究。仿真结果表明,此法与以往单齿切削的离散递推仿真法相比,具有实用性强,仿真精度高,数值稳定性好等特点。     

应用小波研究动态铣削力及预报铣削颤振

在铣削条件下,利用PC I-1712高速数据采集卡进行数据采集,应用小波分析进行数据处理,分析研究了铣削力信号的分解与重构,根据铣削力的主要频率,得到不同频带重构的动态铣削力信号,通过分析重构后的动态铣削力信号,发现产生了铣削颤振,并依据动态铣削力信号概率密度的变化预报颤振原则证明了铣削过程产生了铣削颤振现象,因而可以利用动态铣削力的变化初步预报铣削颤振.     

间隙非线性对二元翼段颤振特性影响

为了研究间隙非线性对颤振特性的影响,本文采用基于非定常雷诺平均方程的非定常气动力求解方法,耦合结构运动方程建立了时域气动弹性分析系统,并运用该系统计算三自由度无间隙二元翼段构型的颤振速度。采用描述函数法对间隙问题进行处理,得到了间隙非线性所带来的极限环振荡现象,并分析亚跨音速阶段间隙大小对颤振特性的影响。通过研究预加载对颤振特性的影响,得出预加载能够减弱间隙非线性影响,有效提高系统颤振速度。     

基于流固耦合方法的大展弦比机翼非线性颤振特性分析

针对大展弦比机翼的柔性大、变形大的特点,基于非定常涡格法求解机翼的非定常气动力,考虑了大展弦比机翼的几何非线性效应,提出了计算大展弦比机翼非线性颤振分析的新方法。以某平板机翼为例:计算了机翼静气动弹性变形、振动特性和颤振特性随着攻角增大的变化规律;比较了颤振结果线性解与非线性解的差别。相关的分析结果表明:大展弦比机翼颤振分析需同时考虑几何非线性效应和气动网格变形。     

多平行轴转子系统非线性振动特性分析

建立了齿轮啮合的非线性力学模型，并用自适应变步长ａｕｔｏ—ＲＫ４数值计算方法求解了齿轮耦合的多平行轴转子系统的非线性稳态周期解，分析了齿轮齿形误差和压力角误差对转子系统的激振及系统的幅频特性．     

基于分形维理论的铣削振动特性实验研究

铣削加工属复杂非线性过程,其振动特性直接影响加工工件的表面粗糙度.文章以分形维理论为实验理论依据,计算工件振动信号的关联维数和盒维数,研究铣削加工振动特性.实验结果表明,铣削振动是一种混沌运动,振动信号具有分形特征;选择合适嵌入维数计算得出的关联维数反映工件表面粗糙度真实特征,关联维数可以作为检测表面粗糙度的一个特征参量;盒维数分布在很小范围内,表明铣削参数调整对工件振动的高频特性影响不大.     

高速飞行器壁板热颤振的非线性动力学分析

研究了高超声速飞行器壁板热颤振的非线性动力学问题。应变-位移关系基于Von-Karman薄板大变形理论,采用三阶活塞理论计算气动力,利用Hamilton原理建立了高超音速气流中热环境下二维壁板颤振模型。用Galerkin方法在模态空间对非线性壁板颤振方程进行离散化。运用李普诺夫理论判断受热壁板颤振的临界流速。采用数值方法在时域内求解受热壁板在高超声速气流中气动力作用下的颤振响应,分析来流速度和热效应对壁板颤振稳定性和壁板颤振边界的影响。     

执行机构非线性特性在线补偿方法研究

为了在发电过程中自动补偿执行机构的非线性特性,提出非线性特性的在线补偿方法,并对其中的数据处理与非线性特性模型求取环节所使用的方法进行重点研究。首先提取运行数据进行稳态工况筛选和数据滤波,接下来基于K-means算法的核心思想研究了一种改进的聚类方式,并用其对数据进行规约,然后使用万有引力粒子群混合算法(PSOGSA)求取非线性特性模型,最后求取逆模型进行补偿修正。使用减温水阀的实际运行数据进行仿真,结果表明改进的聚类方式比K-means算法的聚类速度更快,相比粒子群算法(PSO)和万有引力算法(GSA),通过PSOGSA算法获取的非线性特性模型更加准确。在线补偿方法可以自动修正执行机构的非线性,有利于提高控制系统的调节品质。     

非线性蛇簧联轴器振动特性研究

本文给出了非线性蛇簧联轴器的刚度曲线计算公式，分析了非线性蛇簧联轴器在系统的频率与激振频率满足一定条件而发生共振时，可以自动地中断振幅危险增长的特性，给出了幅频反应曲线和载荷系数计算公式，提出了非线性蛇簧联轴器的设计准则，讨论了非线性蛇簧联轴器的基本参数。     

汽车主减速器非线性振动特性仿真

研究了汽车主减速器主传动齿轮的振动特性,考虑汽车主减速器传动中的齿侧间隙、时变啮合刚度、啮合冲击等非线性因素,建立变参数、弯扭耦合的8自由度非线性动力学模型,分析了主减速器周期、拟周期、混沌等3种典型振动形态,并对不同参数对系统非线性动态响应特性的影响及系统参数与关联维数、最大Lyapunov指数等非线性特征量之间的关系进行了仿真研究.结果表明,激励频率、刚度比、阻尼比等参数的变化对主减速器振动形态的影响形式有一定的规律性,非线性特征量对于主减速器振动特性具有足够的敏感度,能够表征主减速器的不同振动形态,并通过对实测3类主减速器振动信号的分析进一步验证了该结论.     

考虑限位器的汽车非线性系统振动特性

建立了考虑限位器的悬架非线性隔振系统的数学模型.对引进弹性限位器且不考虑限位器接触问题的弹簧阻尼系统悬架进行了力学分析,利用系统动力学和随机振动理论,将汽车简化为1/2的四自由度模型,建立了考虑悬架隔振系统非线性特性的整车系统在路面随机激励下的非线性动力学方程,最后用Monto Carlo法模拟路面随机激励谱,在时域内对整车非线性系统振动特性进行仿真,并与传统的考虑线性悬架系统的整车动力学特性进行对比,以研究悬架隔振系统非线性特性对汽车平顺性的影响.     

疲劳裂纹叶片振动的非线性特性研究

以带疲劳裂纹悬臂梁为例研究疲劳裂纹对叶片固有频率及强迫振动响应的影响。应用传递矩阵法求解裂纹叶片振动响应,选用余弦函数模拟疲劳裂纹的开合过程,理论分析了裂纹叶片的非线性振动特性,并进行裂纹试件实验。理论分析及实验结果都表明疲劳裂纹不仅使悬臂梁的固有频率下降,而且引起强迫振动响应的非线性特征。最后,就叶片裂纹故障监测特征量的选取做了分析、讨论。     

油气悬架车辆振动非线性特性分析与仿真研究

建立了二自由度汽车油气悬架系统模型,分析了油气悬架和车身模型的非线性特性。运用AMEsim仿真软件,通过模型对不同的激振频率的时域和频谱响应分析,验证了油气悬架非线性振动模型的正确性。结果表明振动状态不稳定是由于系统产生了接近激振频率分数或整数倍的频率分量,这些频率分量使得系统产生了亚谐波或超谐波共振。