BTA深孔加工系统横向边界扰动研究

在汽轮机转子加工的BTA深孔工艺系统中,钻杆长径比高达180,被包容在内、外旋转的切削液流体环境中工作,旋转的流固耦合效应对柔性钻杆的运动稳定性和系统整体动力行为的变化及发展趋势影响很大。将旋进的钻杆刀具切削系统与工件内孔壁边界的动态接触转化为一种边界扰动的物理模型,据此构建具有运动扰动边界的单自由度横向颤振模型,依据模型仿真,在不同频率下,使用Poincare映射和分岔图方法对比,分析了不同系统参数和流体参数对系统非线性动力学行为改变的影响。结果表明:在切削液流速很低工况下,系统的运动状态全部表现为对称体系下的各种周期振动和混沌振动;在切削液扰动较大的工况下,特别是轴向压力大时,系统的切削明显稳定,混沌作用减弱。研究结果揭示了流体对BTA加工系统非线性横向振动的影响机制,这对指导BTA深孔加工生产工艺参数的优选和振动控制具有一定的指导意义。

BTA深孔加工系统横向边界扰动研究

通过构建BTA深孔加工系统横向可动边界的颤振模型,利用Poincare映射、分岔图等方法揭示了BTA深孔加工系统在生产实际中,当流体参量对系统影响明显时,深孔动力系统的非线性运动特性会表现出以(0,0)点为对称平衡点的左右或上下的严格对称关系,表现出明显的非线性特性。