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。     

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。     

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。     

基于剪力模式的深孔钻杆制振器设计与试验研究

考虑到深孔切削工艺的实际特点,提出一种基于剪力模式的深孔钻杆振动抑制构型与工作原理。该构型利用磁流变液体快速、连续及可逆转化的特点,并引入环形磁场可调布局,使其适应于刀具系统中各辅助支撑点的阻尼调控。为了验证新型剪力模式制振器的制振性能,把制振器与传统深孔加工方法结合起来,对新型制振器在深孔钻削加工中的作用效果进行理论分析和试验研究,并对加工中钻杆的振动特征和被加工孔的表面质量进行测量。试验结果发现,在外加电流的作用下,钻杆制振器能有效增大结构刚性,改变钻杆颤振响应谱峰值的频率和幅值,提高被加工孔的粗糙度。结果表明所提出的剪力模式制振器设计方案可行,该方案将为深入探索深孔加工钻杆系统的振动抑制和提升深孔钻削精度奠定基础。     

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。     

振动切削深孔加工初始偏差对孔直线度误差的影响

构建了振动切削深孔加工钻杆在轴向振动、振动切削力和切削液流体力影响下的多跨动力学有限元模型。引入自由模态综合技术,将钻杆线性自由度的特征模态进行缩减,仅保留具有非线性动力特征的模态,从而可有效降低耦合系统自由度数,减小计算量。利用该缩减后的模型,研究了辅助支撑位置和加工深度与孔直线度误差的作用关系,获得了孔直线度随初始偏差量变化的规律,为大跨度振动切削深孔加工机床的精度设计和加工误差分析提供了依据。通过试验与数值计算结果的对比,验证了所提出方法的有效性与准确性。     

磁流变液减振器的结构设计与性能研究

文中分析了3种工作模式的磁流变液减振器,分别是流体模式、剪切模式和挤压模型;设计了一种新型的基于混合模式的磁流变液减振器,并搭建了一套数据采集系统,包括数据采集卡、传动系统、Labview软件等,对磁流变液减振器的力学性进行了研究,测试结果表明,随着外加磁场强度的增加,磁流变液减振器的阻尼力增加较为明显。     

挤压油膜阻尼器对深孔加工直线度的影响

深孔直线度误差是深孔钻削加工中的技术难题。为了提高深孔直线度和降低废品率,基于挤压油膜阻尼的工作原理设计了一种新型挤压油膜阻尼器,用于抑制深孔机床钻杆因转速过大造成的失稳。重点介绍了新型挤压油膜阻尼器的工作原理和系统动力学模型,并通过MATLAB仿真分析及试验验证,证实了新型挤压油膜阻尼器能够有效控制深孔的直线度误差。     

Vibration control of multi-story building structure by hybrid control using tuned liquid damper and active mass damper

This study proposes a hybrid control methodology that combines tuned liquid damper (TLD) and active mass damper (AMD) to suppress vibrations of multi-story building structure effectively. To this end, a dynamic model that can predict the vibration of multi-story building structure coupled with TLD and AMD is derived using the energy approach. The TLD that is mainly designed to suppress the main natural mode is developed with a multi-degree-of-freedom model to investigate the effect of the TLD on natural modes of structure numerically. The AMD is an active vibration controller that can suppress remaining resonant peaks, including ones resulting from the application of the TLD as well as other higher modes of interest. In this way, the proposed control can utilize the advantages of TLD and AMD simultaneously. We set up an experimental apparatus to verify the performance of the hybrid control methodology. The numerical and experimental results show that the proposed hybrid control method can successfully suppress the vibrations of multi-story building structure. The dynamic model derived in this study can also accurately predict the actual behavior of the system.

     

剪切型磁流变脂阻尼器转子系统的动力特性

为了解决磁流变流体沉淀给磁流变流体装置动力特性带来的影响,提出一类流变特性也可以随外加磁场发生显著变化的磁流变脂,基于剪切工作原理设计用于旋转机械转子系统的剪切型磁流变脂阻尼器及单盘悬臂转子系统,通过试验详细地研究剪切型磁流变脂阻尼器对转子系统动力特性的可控性、剪切型磁流变脂阻尼器抑制转子系统振动的有效性,以及剪切型磁流变脂阻尼器对转子系统的振动进行主动控制的适用性,并考察了剪切型磁流变脂阻尼器－转子系统的动力特性在长时间内的重复性。结果表明,利用一个低压电磁线圈产生的磁场就可以控制剪切型磁流变脂阻尼器－转子系统的动力特性,在合适的磁场条件下剪切型磁流变脂阻尼器能够极大地抑制转子系统的振动,剪切型磁流变脂阻尼器－转子系统的动力特性在较长的时间内具有良好的重复性,剪切型磁流变脂阻尼器适合作为转子系统振动的主动控制元件。     

基于ARMA模型的磁流变振动系统精确建模与性能研究

为了研究自主研制的磁流变减振器及其振动系统的动态性能,建立了未经简化的磁流变振动系统的动力学四阶系统模型,通过四阶系统分母多项式与时间序列ARMA模型系数的对应关系推导出动态特性参数的计算公式,将不同工况条件下实验检测信号进行傅里叶变换滤去谐振成分,利用公式计算获得了系统动态特性参数,与三阶系统建模比较分析了建模精度以及系统的动态性能。研究分析表明,基于ARMA模型的四阶系统比三阶系统具有更高的模拟精度,尤其在中高工作频率范围优势更为明显,推导得出的动态性能参数的分析为系统选取了合适的工况,分析结果可作为磁流变减振器及振动系统性能预测与评价的依据,其方法可供同类高阶系统动态性能分析推广与借鉴。     

立式磨边机磨头机构的动态性能分析

机械设备的振型和固有频率与其振动现象的发生密切相关.为了减小振动、避免共振、提高磨边机的磨边质量,利用有限元分析软件ANSYS对立式玻璃磨边机的关键部件上磨头机构进行了动态特性分析.用实验的方法获取了结合面的动力学参数,并对结合面模型的建立过程做了详细地探讨.对刚性连接、弹簧阻尼连接的有限元模型进行了模态分析,并将分析...     

基于AR模型-分形维的磁流变减振器性能研究

建立了磁流变减振器的动力学方程,利用与其同阶的时间序列AR模型的对应关系,推导出基于时间序列的动态特性参数计算公式,在不同工况下振动实验检测获得时间序列,计算了动态特性参数、时间序列分形盒维数和系统特征根实部,以及这些参数间的相关系数,拟合了动态特性参数、分形盒维数、工况参数三者相互间的关系曲线,分析了磁流变减振器性能变化。分析结果表明,AR(2)模型对减振器振动信号有较高的模拟精度,基于时间序列AR模型的动态特性参数求解方法便捷有效;时间序列盒维数与动态特性参数间存在高度相关,可作为量化衡量系统振动平稳性和响应快速性综合动态特性的参数,可配合特征根选取磁流变减振器的最佳工况。