基于ERF的切削颤振控制建模与仿真的研究

针对电流变阻尼器抑制切削颤振存在的困难,设计了一种流动与剪切混合模式的电流变阻尼器.介绍了电流变液及电流变阻尼器的工作原理和性能特点;基于Bingham塑性理论,建立了流动与剪切混合模式的电流变阻尼器的力学模型.实验与仿真结果表明,电流变阻尼器能很好地实现振动的实时控制,并能有效地抑制切削颤振的发生.     

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.     

电流变阻尼器应用于切削颤振控制的研究

设计了一套基于剪切模式的电流变阻尼器，并应用于抑制切削振动和颤振。分析了阻尼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。通过对动力学模型的分析并仿真了减振率随电场强度变化趋势，为后续的电压控制方案提供了理论依据。     

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。     

电流变液减振器在抑制深孔切削颤振上的研究

针对深孔机床切削中的颤振问题,设计了一套基于流动模式的电流变液减振器,分析了电流变液减振器的阻尼力并得出其表达式;又通过对切削颤振产生原因的分析,推导出瞬时动态钻削力的表达式;并在研究了深孔机床切削过程的基础上,建立了切削系统动力学模型,得出安装电流变液减振器后的动力学方程。在给定动力学方程中的参数值后,通过计算机仿真,对比安装和未安装电流变液减振器后的振动时域图,时域图表明电流变液减振器能有效地抑制深孔机床的切削颤振。     

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。     

切削系统可变刚度结构及其颤振控制方法的研究

就电流变材料在切削颤振在线控制中的应用进行了研究,提出了几种用于控制镗削颤振的智能型颤振抑制装置.根据电流变材料的非线性振动特性和再生型颤振控制理论提出了切削颤振的变刚度控制方法.给出的仿真试验结果验证了该方法的有效性.     

利用电流变液双电极复合结构改变切削系统特性的研究

针对轴类工件切削颤振的特点 ,对所设计的一种电流变液双电极复合结构切削颤振抑制装置 ,通过静加载实验和激振实验分别对其静态和动态特性进行了实验研究和理论分析 ,证明这种结构可以用于车削颤振抑制     

基于电流变阻尼超精密气浮工作台研究

为解决直线气浮系统抗干扰能力较差等问题,针对已开发的超精密直线气浮工作台,设计了电流变剪切模式阻尼器;基于屈服前后平滑过渡的Eyring连续本构模型通过辨识得出电流变剪切阻尼器类稳态模型;从仿真和实验研究了电流变阻尼及高电场强度对直线气浮工作台模态的影响,实验模态结果验证了仿真方法的有效性,同时证实设计的电流变阻尼器及电场强度的提高不会造成模态频率的下降,只会引起阻尼比的大幅度提高,甚至减少模态阶数。     

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。     

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.     

电流变材料在结构振动控制中的非线性特性及理论模型

半主动振动控制结合了主动和被动控制的优点,得到了广泛的应用。一种采用电流变材料在线实时改变支撑条件的镗杆被设计用来对切削颤振实现半主动控制。通过试验发现当电流变材料处于屈服前后临界状态时,其在系统中相当于一参数可控的干摩擦阻尼器,致使镗杆的动态特性表现出明显的非线性。根据试验结果对含有电流变材料的镗杆建立了数学模型,从理论上对电流变材料在结构振动中处于屈服前后临界状态的条件和动态特性进行了分析。     

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。     

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。     

Expressions for coefficients of electrorheological fluid dampers

Useful expressions are developed for the damping coefficient of two types of viscous dampers that contain electrorheological (ER) fluids. The damping action in the first type occurs in flow between stationary parallel plates; the second type has annular flow between two stationary concentric cylinders. For ER fluid control, an electric field is applied across the gap in which the fluid flow occurs. The solution for the concentric cylinder damper is based on a thin gap approximation. These solutions may facilitate solving mechanical systems problems, using ER fluids, and demonstrate the controllability of ER dampers.     

精铣削中抑制柔性工件颤振的阻尼器设计

针对精铣削过程中柔性工件的颤振抑制问题,提出了一种利用空气黏性的新型被动质量阻尼器。首先,该质量阻尼器由一个可在薄壁壳体内自由移动的圆柱形重物组成,通过重物和壳体之间的适当间隙提供了密集的能量耗散;其次,给出了该阻尼器的理论模型,并提出了一种合理的宽带调谐策略,使该阻尼器能够在较宽的工作范围内通过固定调谐来提供足够的阻尼效率。通过冲击实验和铣削实验对该阻尼器进行了有效性验证。结果表明:该阻尼器的临界轴向切削深度显著增加约100倍;与同等质量颗粒阻尼器相比,该阻尼器的阻尼效率明显提升,过度切削量减少了14倍;与传统调谐质量阻尼器相比,该阻尼器的峰值效率更小,但工作范围更大,因此适用于细长柔性工件的铣削加工。     

切削加工颤振智能监控技术

切削加工颤振智能监控技术是智能机床中不可或缺的一部分,是智能加工的一个重要发展方向。它对于提高零件的加工精度与效率,增加企业的运营绩效具有重要的意义。以传感器的选择、特征提取、颤振识别和颤振抑制为主线,系统的综述了切削加工过程中颤振智能监控的研究进展。分析颤振信号的选择和时域、频域、时频域以及特征自适应智能提取的特征提取方法;分析神经网络、支持向量机、隐马尔科夫模型、混合模型和在线智能进化模型在颤振识别中的应用;着重分析基于主轴转速调整的颤振智能控制方法。在此基础上,对切削加工颤振智能监控的研究难点进行了分析,并总结了目前存在的问题。最后,对切削加工颤振智能监控技术今后的发展趋势进行了展望。     

一种通过变进给量保证切削平稳的加工方法

简要介绍了常见加工过程中引起切削颤振的现象和原因,并以飞刀加工汽车同步器齿套滑块槽为例,分析了导致此种切削颤振的原因,并建立了切削力数学模型;通过改变进给量及切削速度的方法改善了切削振动,提高了生产质量。