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基于MATLAB的车削细长轴过程非线性振动分析.pdf3页

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2010年第1期 ·工艺与装备 ·

文章编号 ：1001—2265(2O10)01—0075—03

基于MATLAB的车削细长轴过程非线性振动分析

冯静 ，赵俊 波 ，陶然

(1．郑州大学 机械工程学院，郑州 450001；2．郑州交通职业学院，郑州 450062)

摘要 ：论文以车削细长轴的加工过程 为研究对象，通过建立车削细长轴的非线性振动动力学方程 ，用MAT—

LAB软件进行计算分析 ，并通过对系统功率谱 图、分岔图、相图、庞加菜截面等的分析发现系统的转速是影

响系统运动状态的重要因素 ，即当转速较 高时，系统处于相对稳定状态，但 当转速降低时，会 出现奇怪吸引

子，使系统偏离原有的运动状态。该结论对于进一步研究和改善动态车削过程的稳定性具有指导意义。

关键词 ：非线性 ；振动 ；MATLAB；车削

中图分类号：TH16；TG65 文献标识码 ：A

NonlinearVibration Analysison TurningThin —longAxisProcessbyM ATLAB

FENG Jing ，ZHAO Jun—bo ，TAO Ran

(1．CollegeofMechanicalEngineering，ZhengzhouUniversity，Zhengzhou450001，China；2．ZhengzhouCo—

municationPolytechnicCollege，Zhengzhou450062，China)

Abstract：Dynamicalequationsofturningprocessareestablishedand caculatedunderM ATLAB．Somecon-

clusionsaboutnonlinearvibrationareconcluded．Rotationalspeed istheimportantinfluencingfactorformo-

tion stateofthissystem ．Whenthespeed ishigh，thesysytem isstable；while，thesysytem maybedeviate

from thenormalstate，Theseconclusionscanhelp toin-depthanalyzethecapability and improvestability of

turningprocess．

Key words：nonlinear；vibration；M ATLAB；turning

效弹簧刚度，c为等效阻尼。(t)为系统振动位移 ，F(t)

0 引言

为切削过程 中的激振力 。为分析简便起见 ，通常将激振

在车削加工中，经常会产生振动，而振动产生的原

力看成服从简谐规律的交变力 。

因非常复杂 ，振动不仅恶化加工表面的质量 ，缩 短了刀

具和机床 的寿命 ，尤其是共振时 ，使加工根本无法进

行．通过建立 车削系统 的振 动模型 ，研究车削过程 中

的振动及其稳定性 ，可 以为T程 中的应用提供一定 的

参考依据… 。

车削过程是一个非常复杂的动态切削过程。在这

个动态切削过程中，切削力和系统刚度都存在一定的变 切削加工模型 简化力学模型

化规律 。此处我们简化车削系统模型为单 自由度 ，考虑

了刚度的非线性变化 ，分析了该简化系统在切削过程的 图 1 单 自由度 车 削 系统 的加 工模 型和 力学模 型

稳定性。基于上述 内容，本文建立了车削系统单 自由度 不考虑作用在物体上的重力mg时 ，该系统的振动

非线性振动模 型，并考虑其非线性刚度，应用 Matlab数

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