颗粒阻尼减振镗杆减振分析及试验研究

发布时间：2019-11-18 22:46

【摘要】：切削加工中的振动会降低加工零件的表面质量，尤其是深孔类零件的加工。由于刀具尺寸受到了限制，刀具刚度的不足会导致切削中更容易发生振动，因此刀具减振技术是一个重要的研究课题。颗粒阻尼是一种被动控制减振技术，，其凸出的优势首先是不会增加结构的总体质量，不改变结构的外形，这就使得在进行减振镗杆的设计时，可以不改变刀杆的直径和长度；其次是其特殊的减振机理，使得阻尼的效果非常显著；此外，颗粒阻尼基本上不会受到环境条件的影响、性能稳定、减振频带宽，适用于高温高压等恶劣环境。因此，颗粒阻尼减振技术特别适合于大长径比刀具的减振设计，应用前景非常广阔。 论文首先介绍了镗杆切削加工过程中振动的产生及减振方法，分别对普通镗杆和减振镗杆进行了动力学分析，比较了不同阻尼比对镗杆振幅的影响，并对实心镗杆和空心镗杆进行了模态分析和谐响应分析，得到了减振镗杆的动态性能参数。其次，介绍了颗粒阻尼技术及阻尼颗粒的选取原则，阐述了目前比较流行的计算颗粒阻尼的离散单元法，并对颗粒阻尼碰撞耗能进行了分析，介绍了颗粒的物质属性，包括静态属性和动态属性。通过有限元分析软件ABAQUS对小球碰撞进行了模拟，定量分析和比较了两个小球碰撞、两个小球夹击小颗粒软球的耗能情况。最后，设计并完成了不同颗粒填充方案下的切削加工试验，根据试验所得的功率谱密度图，分析比较了只填充颗粒、只填充金属粉末、金属颗粒和金属粉末混合填充的三种情况下的减振效果，得出了最佳的填充材料、填充比等关键数据。试验结果还表明，金属粉末间的摩擦耗能，是颗粒阻尼最主要的耗能形式。
【学位授予单位】：中北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TG53;TB535

【参考文献】

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1 王民;区炳显;昝涛;费仁元;;镗杆颤振控制技术发展综述[J];北京工业大学学报;2011年08期

2 叶伟昌,侯卫;镗刀及其改进[J];工具技术;1997年04期

3 杜妍辰;张铭命;;带颗粒减振剂的碰撞阻尼的理论与实验[J];航空动力学报;2012年04期

4 李伟,朱德懋,胡选利,黄协清;豆包阻尼器的减振特性研究[J];航空学报;1999年02期

5 胡李波;王民;李刚;;动力减振镗杆的减振性能研究[J];机械设计与制造;2009年01期

6 陈刚;李再华;;大型电机主轴内孔加工的镗杆设计及ANSYS静态分析[J];机械工程师;2007年10期

7 吴清松,胡茂彬;颗粒流的动力学模型和实验研究进展[J];力学进展;2002年02期

8 李民;如何解决刀具振动问题(四)[J];机械工人.冷加工;2003年04期

9 吴能章,周利平;一种新型复合材料镗刀杆的建模与有限元分析[J];西华大学学报(自然科学版);2005年05期

10 王振成,高明宪,魏金营;深孔镗削振动研究[J];水利电力机械;2002年01期

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1 周宏伟;颗粒阻尼及其控制的研究与应用[D];南京航空航天大学;2008年

2 胡溧;颗粒阻尼的机理与特性研究[D];华中科技大学;2008年

3 秦柏;阻尼动力减振镗杆动态特性仿真与优化设计研究[D];哈尔滨理工大学;2009年

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1 杜景轩;大长径比阻尼减振刀具设计理论与实验研究[D];中北大学;2013年

2 马志伟;基于颗粒阻尼的减振刀具技术基础研究[D];中北大学;2013年

本文编号：2562790