基于非线性吸振器的薄壁件切削振动控制

在航空发动机的涡轮风扇及叶片等薄壁件在铣削加工过程中,由于材料切削困难、零部件刚度低以及加工中时变性强等原因易造成薄壁件出现颤振,导致加工精度降低及表面质量变差。利用动力吸振器可有效控制振动现象,但由于材料去除时被加工件等效参数变化而导致其模态频率迁移,易造成振动控制失效。为保证切削全过程中的有效振动控制,提出了非线性吸振器,建立了主系统耦合非线性吸振器的动力学模型,利用复变量平均法分析了系统的慢变方程,得出了系统发生鞍结分岔以及霍普夫分岔的边界条件,分析了激励频率对分岔边界及截断阻尼的影响。利用数值方法从时域及频域进行分析,得出了系统的能量谱,对比了非线性吸振器及线性吸振器的振动抑制性能,结果表明,非线性吸振器可在全频段有效进行振动控制,避免了引入线性吸振器引起的二阶共振。