刀具内置颗粒阻尼减振器技术基础研究

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1、刀具内置颗粒阻尼减振器技术基础研究摘要颗粒阻尼减振器是基于颗粒阻尼技术的减振器，它是在结构空腔当中填入一定质量或一定比例的颗粒，颗粒通过摩擦和碰撞等相互作用消耗能量达到降低系统振幅的目的。在切削加工的过程中，刀具会发生振动影响工件的加工质量，因此可以将颗粒阻尼减振器内置于刀杆中构成阻尼刀具。颗粒阻尼减振技术的突出优点是基本不改变原有系统的质量和结构，而且阻尼效果非常明显，并且在恶劣的环境下仍然可以发挥很好的减振作用，将减振器内置于刀杆可以充分发挥颗粒阻尼的优势。本文首先介绍了减振器的发展历程及现状，并重点介绍了颗粒阻尼技术的发

2、展，进一步说明了采用颗粒阻尼技术的原因和研究价值。设计了减振器和减振刀杆的尺寸并对其进行了强度校核。然后利用比较完善的颗粒离散元法对颗粒间的接触完成了建模，在建模时考虑到了颗粒间的粘连力对作用力的影响，并利用瑞利法确定了接触的时间步长，提高了计算结果的准确性。通过ABAQUS模拟仿真软件对两个球体的碰撞进行了模拟，分别从颗粒的直径、速度、密度和弹塑性模量的角度模拟分析了碰撞情况，经过分析图像数据得出各个仿真结果之间产生差异的原因。最后利用试验手段对内置减振器的减振效果进行了测试，分别对锤击试验下的阻尼比和切削试验下切削力的变化

3、情况进行分析，为颗粒阻尼减振技术及颗粒阻尼减振器的进一步理论研究和在实际工程当中的应用提供依据。关键词：颗粒阻尼，阻尼刀具，颗粒离散元法，模拟仿真，阻尼比FundamentalResearchonTechnologyofParticleDamperInternallyInstalledinCuttingToolAbstractParticledamperistheshockabsorberwhichisbasedonparticledampingtechnology.Itsprincipleis:fillacertainqua

4、lityoracertainproportionparticlesinthecavityofstructure,andreducetheamplitudeofobjectivesystemthroughthefriction,collisionandotherinteractionamongtheparticlestoconsumeenergy.Inthisprocessofcutting,cuttingtoolwillvibratewhichcanaffectthequalityoftheworkpieces,sothepa

5、rticlesdampercanbeinstalledinthecuttertocompositeadampingcuttingtool..Theoutstandingadvantagesofparticledampertechnologyis:itneedn’tchangethequalityandstructureoftheoriginalsystembasically;itsdampingeffectisveryobvious;itcanalsoplaygooddampingeffectinbadenvironment;

6、andjustinstallthedamperinthebarofcuttercangivefullplaytotheadvantagesofparticledamper.Thispaperfirstlyintroducesthedevelopmenthistoryandcurrentsituationoftheshockabsorberandfocusesonthedevelopmentofparticledampingtechnology,thenfurtherillustratesthereasonwhyresearch

7、theparticledampingtechnologyandresearchthevalueofit.Italsodesignsthesizesofdamperandcutterbarandchecksitsstrength.AndthenbasedoncomparativelyperfectDiscreteElementMethodcompletethemodelingoftheinterparticlecontact.Duringmodeling,considertheimpactofadhesionforceamong

8、particlesonappliedforceanddeterminethecontacttimestepbyusingtheRayleighmethodtoimprovetheaccuracyoftheresults.ByABAQUS,simulatethecollisio