磁流变减振镗杆的结构优化及动力学分析

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1、密级；公开方杳莽低遠木毒ＳｍＩＡＺＫＵＡＮＧＴＩＥＤＡＯＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹｊ工学硕ｄｂ学位论文磯流变减振僮杆的结构优化及动力学分析ＳｔｒｕｃｔｕｒｅＯｔｉｍｉｚａｔｉｏｎａｎｄＤｎａｍｉｃｓＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＭａｎｅｔｏｐｙｇ民ｈｅｏｌｏｇｉｃａｌＶｉｂｒａｔｉｏｎＡｔｔｅｎｕａｔｉｏｎＢｏｒｉ打ｇＳｐｉｎｄｌｅ培养单位：机梳工程学院－业专：机梳制造及其自动化巧究生：王梓强指导教师：高国生教授二〇—五年一月独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，

2、除了文中特别加Ｗ标注和致谢的地方＇夕ｈ，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得石家庄铁道大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名ｆＪ：１４１Ｉｔ．Ｈ期：吹关于论文使用授巧的说明本人完全了解石家庄铁道大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部口送交论文的复印件和电子版本，允许论文被查阅和借阅，同意学校将论文加入《中国优秀博硕±学位论文全文数据库》。本人授权石家庄铁道》和编入《中国学位论文全文数据库大学！＾公布论文

3、，可采用影印、缩印或其他复制手段保存论文，可的全部或部分内容。（保密的论文在解密后应遵守此规定）作者签名：丰令沁曰期：取Ｕ。＾｜心础朵日期〇．导师签名：巧：密级：公开工学硕士学位论文磁流变减振镗杆的结构优化及动力学分析StructureOptimizationandDynamicsAnalysisofMagnetoRheologicalVibrationAttenuationBoringSpindle培养单位：机械工程学院专业：机械制造及其自动化研究生：王梓强指导教师：高国生教授二○一五年一月摘要摘要现代工业发展迅速，对各类零件的加工水平和加工精度的要求越来越高，对零件外形

4、的需求也变的越来越复杂，其中就包含对孔类零件的需求，特别是深孔加工和与之相搭配的轴类零件的加工，镗削是加工孔类零件的重要加工方法之一，但镗杆的悬臂梁结构很容易发生振动，不仅会影响工件的加工精度，同时也增加了加工刀具的损耗。目前我国常用的用于加工孔类零件的镗杆，多由国外进口，这也从一定程度上阻碍了我国加工制造业的发展。因此，本文研究了一种以磁流变液为填充介质的磁流变减振镗杆，为镗孔类加工提高一定的依据。本文所研究的镗杆以内藏式减振镗杆为基础，将阻尼液替换为新型的磁流变液，在刀头部位添加振动传感器，镗杆的电控部分根据传感器信号实时变换磁场，控制磁流变液的状态，借此改变镗杆的刚度和阻尼，达到大幅降

5、低杆体振动幅值的目的。本文对减振镗杆各部件的制造材料进行了选择，并以现有减振镗杆为基础，根据磁场饱和相关的原理，计算了镗杆关键部位的极限尺寸，并对其进行了优化。利用优化后得到的数据和近年来对SD振子的研究，建立磁流变减振镗杆的双自由度非线性模型，根据模型建立了镗杆振动的非线性微分方程，并利用平均法对其进行求解。对计算结果分析时，重点讨论了镗杆杆体和质量块的非线性参数对振动的影响，并将数值解和解析解进行对比研究，得出镗杆振动的一般规律。利用虚拟样机技术，对减振镗杆进行二次设计，根据优化所得到的结构尺寸建立镗杆的ADAMS刚柔耦合模型，对镗杆在线性和非线性力作用下的振动进行分析，与用平均法所得结

6、果进行比较，结果一致，分析不同的刚度和阻尼对杆体振动的影响，用ADAMS/View对镗杆进行振动仿真，限定约束条件，得出镗杆在所设计工况下的最优阻尼和最优刚度。利用MATLAB软件生成镗杆振动的随机激励信号，将镗杆在随机激励信号下的响应与正弦激励下的响应进行对比，为镗杆的振动研究提供一定的参考。关键字：磁流变液；减振镗杆；非线性；优化；仿真AbstractAbstractWiththerapiddevelopmentofmodernindustry,thedemandforthelevelofprocessingandmachiningprecisioninvariouspartsisbec

7、omingmoreandmorestrict,atthesametime,thedemandforpartsappearanceisgettingincreasingcomplex,whichcontainstherequirementsforholeparts,especiallytheprocessingofthedeepholeandthematchedshaftparts.Boringisoneoft