BTA深孔鉆桿系統(tǒng)的渦動(dòng)及壓電控制研究.pdf

1、科技飛速發(fā)展,機(jī)械加工領(lǐng)域的地位日顯重要,深孔加工技術(shù)作為一種重要的機(jī)加工方式,在整個(gè)機(jī)械行業(yè)中有著舉足輕重的地位。隨著對(duì)加工方式的精度和效率的要求提高,人們開始細(xì)化研究內(nèi)容,BTA鉆桿系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)行為便是其中研究內(nèi)容之一。BTA鉆桿渦動(dòng)及偏心控制是動(dòng)力學(xué)行為的突出問題,影響著孔加工質(zhì)量,本文主要研究BTA鉆桿渦動(dòng)機(jī)理和鉆桿偏心振動(dòng)控制,這在深孔加工領(lǐng)域中有著重要意義。
　　本文主要是圍繞 BTA深孔鉆桿系統(tǒng)對(duì)其渦動(dòng)行為進(jìn)行理論研

2、究和分析,同時(shí)結(jié)合壓電主動(dòng)控制技術(shù)對(duì)鉆桿的偏心振動(dòng)進(jìn)行控制研究。文章基于轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)理論,利用固液耦合原理,再結(jié)合振動(dòng)力學(xué)對(duì) BTA鉆桿系統(tǒng)復(fù)雜的渦動(dòng)行為進(jìn)行理論研究;針對(duì)渦動(dòng)機(jī)理的發(fā)生條件、渦動(dòng)形式和渦動(dòng)失穩(wěn)的原因進(jìn)行理論研究,對(duì)渦動(dòng)的各個(gè)影響因素提出相應(yīng)的解決方案。由于渦動(dòng)行為也屬于鉆桿的一種偏心運(yùn)動(dòng),因此要控制其偏心幅值,不能讓其影響加工質(zhì)量。本文通過提出一種基于線性二次型最優(yōu)(LQR)模態(tài)控制法的壓電主動(dòng)控制方法,對(duì)壓電BTA鉆桿

3、理論進(jìn)行推導(dǎo)及結(jié)構(gòu)建模,通過MATLAB軟件對(duì)控制進(jìn)行編程仿真;最后通過ANSYS有限元軟件對(duì)BTA深孔鉆桿壓電控制模型和壓電片進(jìn)行有限元分析,并利用二階差分法對(duì)壓電鉆桿進(jìn)行控制仿真。
　　文章首先分析 BTA鉆桿系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)行為特性,為后續(xù)鉆桿系統(tǒng)的渦動(dòng)研究提供理論基礎(chǔ);然后利用 BTA鉆桿系統(tǒng)和柔性轉(zhuǎn)子系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)力學(xué)結(jié)構(gòu)相似這一特性,得出鉆桿渦動(dòng)的理論軌跡、運(yùn)動(dòng)形式以及其固有特性;推導(dǎo)出鉆桿系統(tǒng)的渦動(dòng)產(chǎn)生偏心距條件、渦動(dòng)產(chǎn)生的理