考虑非线性迟滞力机床颤振系统稳定性研究.pdfVIP

学兔兔 第49卷第 11期 机 械 工 程 学 报 Vo1．49 NO．11 2013年 6月 JOURNAL0FMECHANICALENGINEERING Jun． 20l3 DoI：1O．3901／JM E．2013．11．043 考虑非线性迟滞力的机床颤振系统稳定性研究木 李勤良1,2 汪 博 赵 斌 。 闻邦椿 (1．东北大学机械工程与 自动化学院 沈阳 110819； 2．大连大学先进设计与智能计算省部共建教育部重点实验室 大连 116622； 3．河南工业大学机 电工程学院 郑州 450007) 摘要：从正交车削过程出发，建立含有非线性迟滞力和激振力的机床单 自由度颤振模型，利用多尺度法对系统的非线性动力 学方程进行求解，得到系统振幅和相位的分岔方程以及响应的二阶近似解。利用叶瓣图对系统的线性稳定性进行分析，为后 续的稳定性分析建立颤振频率与时滞间的临界关系，提出用振幅极限值表征系统的颤振失稳现象，研究转速和滞回参数对颤 振失稳产生的影响，并进一步讨论系统中存在的时滞因素。通过三维图谱分析转速和滞回参数对系统响应产生的影响，对其 中存在的非线性动力学现象进行阐述，结果表明：滞回参数在低转速工况下对系统非线性稳定性影响较为剧烈，所采用方法 和数据结果可以为机床高速主轴系统切削稳定性预测以及动态优化设计提供参考依据。 关键词：颤振 时滞 滞回参数 非线性稳定性 中图分类号：TH1l3 ResearchontheChatterStabilityofMachineSystem TakingtheNonlinear HystereticForceintoConsideration LIQinliangL WANGBo ZHAOBin WENBangchun (1．SchoolofMechanicalEngineeringandAutomation，NortheasternUniversity,Shenyang110819； 2．KeyLaboratoryofAdvancedDesignandIntelligentComputingofMinistryofEducation，DalianUniversiyt, Dalina 116622； 3．SchoolofMechnaicalElectricalEngineering，HenanUniversiytofTechnology,Zhengzhou450007) Abstract：Basedontheorthogonalturningprocess，htesingledegreeoffreedom chattermodeltakinghtenonlinearhystereticand excitingforceintoconsideration isestablished．Thenonlineardynamicequationofchattersystem issolvedwiht htemehtodof multiplescales，na dthebifurcationequationsofamplitudephaseandapproximatesecond·orderperiodicresponseCna beobtained． Thelobediargam isappliedtonaalyzehtelinearsatbility SOhtathtecriticalrelationshipbetweenhtechatterrfequencyandtime delayCna beesatblishedforhtesubsequentsatbility analysis．Tllechatterinstabiliyt