轴向功率超声振动珩磨颤振系统的稳定性分析

内燃机缸套的功率超声振动珩磨加工中,超声珩磨加工系统的自激振动会严重影响缸套的表面加工质量.根据超声珩磨加工机理及动态珩磨厚度分析,建立了超声珩磨颤振系统动力学模型,基于再生颤振理论对超声珩磨颤振系统进行稳定性分析,推导出极限珩磨宽度和主轴转速的相互关系,运用MATLAB对其仿真分析,得出不同刚度、阻尼系数等系统参数和主轴转速、往复速度等加工参数对系统稳定性极限图的影响.分析表明:超声珩磨加工系统在主轴转速低于400 r/min时容易发生颤振;发生颤振的临界珩磨宽度为27 μm;具有较大刚度和阻尼比系数的超声珩磨系统的稳定性较高.     

再生调制型磨削颤振

在磨削过程中 ,由于砂轮不平衡引起再生调制 ,在此基础上 ,提出了一种新的混合型颤振再生调制型颤振。并对再生调制型颤振进行了理论和实验分析     

水听器法测量功率超声振动珩磨空化声场分布

为了直接、简便地研究功率超声振动珩磨作用下的空化效应,对其声场建立数学模型,采用水听器对功率超声振动空化声场参数进行了定点测量,对数学模型所得到的仿真结果进行验证。为了研究流体介质中超声空化声场的分布情况,采用水听器法对不同功率与不同种类液体介质中的辐射超声场进行了多点声压测量。通过对比试验数据分析发现,声波沿换能器截面方向成对称分布,沿换能器轴向方向随距离的增加而衰减;不同种类的液体介质也会影响声压的分布以及空化效应的强弱。该方法可以直观的评价超声振动珩磨作用下的空化声场的强度和分布情况,对后续研究超声珩磨的空化泡动力学行为以及对超声振动珩磨装置的优化设计具有一定的实际应用价值。     

数控车削过程再生型颤振稳定性建模与仿真

考虑瞬态切屑厚度变化和刀具角度变化对颤振的影响,基于再生型颤振机理建立了精确实用的数控外圆车削动力学模型.在此基础上应用数字仿真技术开发了车削颤振分析专用软件包,并结合相关试验数据进行了仿真分析.仿真结果表明,极限切宽和主轴转速之间具有明显的非线性关系,且主轴转速对颤振影响最为明显;切削稳定性随主振系统的等效刚度或阻尼比增加而增大,但当方向系数、切削重叠率或切削刚度增加时,稳定性反而降低,同时叶瓣曲线的形状也随之改变;但主振系统固有频率未影响曲线形状,它的增大使曲线整体右移.这为相应抑振措施提供了必要的理论依据.     

薄壁零件铣削三维颤振稳定性建模与分析

以低刚度薄壁零件为研究对象,基于加工原理建立精确的铣削过程薄壁零件三维动力学模型,并在此基础上采用全离散解析法对颤振稳定域叶瓣图进行仿真分析及实验验证.结果表明:薄壁零件铣削加工系统的动态特性决定其动力学模型,铣削加工过程主轴转速与颤振临界轴向切削深度之间存在非线性关系,主轴转速对颤振稳定性影响较明显.当系统模态质量、阻尼比及固有频率增大时,颤振稳定性相应加强,同时叶瓣图形状分布随之改变.该理论模型对薄壁零件铣削加工过程切削参数的合理选择,表面加工质量和加工效率的提高具有一定指导意义.     

功率超声珩磨谐振系统电匹配技术研究

针对功率超声珩磨谐振系统阻抗匹配性差的问题,提出了在超声珩磨谐振系统中接入由串联电感和并联电容构成的匹配电路。采用Matlab仿真平台得到了不同参数匹配系统阻抗特性曲线,分析了串联电感、并联电容对系统阻抗、谐振频率的影响规律。在此基础上,采用PV70A阻抗分析仪进行了试验研究。结果表明:仿真结果与试验结果基本吻合,匹配元件参数的合适选择使超声珩磨谐振系统获得了最大效率、最小输出阻抗,接入匹配电路后的超声珩磨谐振系统基本避免了因匹配差引起的加工不稳定甚至无法加工的现象。     

四辊冷带轧机摩擦型颤振机理的研究

分析了轧辊与轧件接触面的复杂摩擦特性，提出了一种新的轧件振动模型，研究了粘滑共存摩擦转变为全滑动摩擦时，由于轧件失稳所导致的轧机颤振现象，并采用相平面法分析了振动系统的极限环稳定性，同时，应用定量的分析方法对轧件振动模型进行了一定的理论探讨；在理论研究的基础上，提出了抑制颤振的方法，并通过已有的实验研究成果论证了方法的有效性。     

超声珩磨区考虑煤油蒸汽冷凝与蒸发的空化泡动力学分析

为了更深入地探究超声珩磨区空化泡的动力学特性,以煤油为磨削液介质,考虑煤油蒸汽的冷凝与蒸发建立了功率超声珩磨下的单空化泡动力学模型。利用4阶龙格库塔法对不同工作条件(珩磨压力、珩磨头回转速度和往复速度、磨削液粘性、超声频率)下的空化泡泡壁运动规律进行了数值模拟与分析。研究表明：较高的珩磨压力、珩磨液粘性以及超声频率会抑制珩磨区空化效应的产生,而珩磨头回转速度与往复速度的变化对空化效果影响极其有限。     

在机械加工中用变速切削抑制再生颤振

再生颤振几乎在所有实际的切削加工及磨削加工中都存在,从能量平衡角度来看再生颤振产生的机理,分析变动主轴转速时的能量转换来预测抑制再生颤振的效果,通过变速切削试验来总结抑制再生颤振的因素及变速切削的优缺点,进而实际应用变速切削,得到良好的加工表面。     

机床颤振过程的试验与分析

通过一个专门设计的试验,揭示了切削颤振从产生到剧烈的全过程:颤振会在一个特定的切深下发生在一个特定的频率上;随着切深的加大,该频率上的振幅会逐渐增大;当切深达到另一个特定值时,剧烈的颤振会导致工件与刀具的短暂脱离;当切深继续加大时,颤振频率降低到一个新的频率上并保持不变。通过激振试验,确认了这2个颤振频率分别是工件系统和刀具系统的固有频率。从颤振能量补充和质量效应的角度分析,颤振应发生于2个最终执行部件之一。建立了一个具有2个颤振主动体的颤振模型,该模型更适合颤振监测和抗颤振结构改良的需要。     

外圆切入磨再生颤振稳定性理论及评价方法

为减小磨削过程中再生颤振现象以提高工件磨削质量,基于再生颤振机理,同时考虑工件及砂轮再生颤振,分别建立外圆切入磨工件、砂轮再生颤振动力学模型．研究了符合外圆切入磨特点的稳定性分析方法并绘制稳定性图,进而提出外圆切入磨再生颤振稳定性评价方法．磨削试验结果与理论分析一致,验证了外圆切入磨再生颤振模型及稳定性理论的正确性．     

蓄热式燃烧系统动态运行特性研究

蓄热式燃烧系统具有大幅度节省燃料和减少NOx排放的双重优势，是当前最具发展潜力的燃烧系统之一。本文提出蓄热式燃烧系统的蓄热体和燃烧室等关键部件的动态数学模型，在此基础上建立系统的动态模型，并提出通道分离和预估-修正的迭代求解方法。对蓄热式钢包烘烤系统的动态运行特性进行研究，分析了换向阀换向时间和蓄热体长度对系统动态运行特性的影响。     

机床切削系统的强迫再生颤振与极限环

本文首先对强迫再生颤振的机理进行了研究,指出这是一种由强迫激励激起的机床再生颤振失稳模态的共振,提出了强迫再生颤振的判别方法,并用于第二汽车制造厂M_x-4车床振动类型的判别.本文还提出了对稳态颤振下的机床切削系统建立门限自回归模型的原理,揭示了极限环与稳态颤振之间的关系,提出稳态颤振下的机床切削系统是一种轨道稳定的非线性系统,并用于M_x-4车床颤振的研究.     

立铣再生颤振闭环控制系统的设计

基于再生颤振机理,研究和建立动态铣削加工振动系统的闭环控制系统,以及其传递函数模型.应用模态分析理论,研究加工振动系统的复模态振型,实现其传递函数矩阵模态参数,包括模态质量、模态阻尼和模态刚度等的辨识,为动态铣削加工振动的预估和有效控制奠定理论基础.     

交交无环流变频器─异步电机系统的牵引和再生控制

针对矿井提升机在减速段和爬行段的控制，分析了交交无环流变频器─异步电机系统的牵引、再生运行及其转换。给出了基于检测晶闸管端电压方法的负载电流过零检测电路，使变频器输出功率因数角随负载运行状态而改变，达到实时、可靠的控制目的，在大功率、低速可逆传动系统中有较好的应用前景。     

四辊冷带轧机五倍频再生颤振机理的研究

研究了四辊冷带轧机五倍频颤振的产生机理，探讨了轧机支承辊与工作辊辊隙的复杂力学特性，提出了轧机五倍频再生颤振模型，并采用数值方法分析了五倍频颤振模型的稳定性．在此基础上，给出了变速轧制防止五倍频颤振的理论分析，仿真结果表明了变速防振方法的有效性，并进行了合理的解释。