BTA深孔鉆桿系統(tǒng)的渦動及壓電控制研究.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,在整個機(jī)械行業(yè)中有著舉足輕重的地位。隨著對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)的動力學(xué)行為便是其中研究內(nèi)容之一。BTA鉆桿渦動及偏心控制是動力學(xué)行為的突出問題,影響著孔加工質(zhì)量,本文主要研究BTA鉆桿渦動機(jī)理和鉆桿偏心振動控制,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)對其渦動行為進(jìn)行理論研

2、究和分析,同時結(jié)合壓電主動控制技術(shù)對鉆桿的偏心振動進(jìn)行控制研究。文章基于轉(zhuǎn)子動力學(xué)理論,利用固液耦合原理,再結(jié)合振動力學(xué)對 BTA鉆桿系統(tǒng)復(fù)雜的渦動行為進(jìn)行理論研究;針對渦動機(jī)理的發(fā)生條件、渦動形式和渦動失穩(wěn)的原因進(jìn)行理論研究,對渦動的各個影響因素提出相應(yīng)的解決方案。由于渦動行為也屬于鉆桿的一種偏心運(yùn)動,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)控制法的壓電主動控制方法,對壓電BTA鉆桿

3、理論進(jìn)行推導(dǎo)及結(jié)構(gòu)建模,通過MATLAB軟件對控制進(jìn)行編程仿真;最后通過ANSYS有限元軟件對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)的動力學(xué)行為特性,為后續(xù)鉆桿系統(tǒng)的渦動研究提供理論基礎(chǔ);然后利用 BTA鉆桿系統(tǒng)和柔性轉(zhuǎn)子系統(tǒng)運(yùn)動力學(xué)結(jié)構(gòu)相似這一特性,得出鉆桿渦動的理論軌跡、運(yùn)動形式以及其固有特性;推導(dǎo)出鉆桿系統(tǒng)的渦動產(chǎn)生偏心距條件、渦動產(chǎn)生的理