车床刀架磁流变减振装置设计及三维磁路分析.pdf

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1、第29卷第5期机械设计与研究Vo1．29No．52013年l0月MachineDesignandResearch0Ct．．2013文章编号：1006-2343(2013)05-087-05车床刀架磁流变减振装置设计及三维磁路分析张永亮，赵栩，周渊，张玮(上海理工大学机械工程学院机械设计系，上海200093，E-mail：yongliangz7377@163．com)摘要：切削颤振是降低细长轴类零件加工质量的主要原因，为此本文研制了用于车床刀架的磁流变减振装置。在结构设计的基础上，本文对减振装置的磁路进行了理论分析，并利用有限元方法对减

2、振装置进行了三维磁路仿真，研究了不同结构参数对减振装置中磁感应强度的影响规律，获得了符合设计要求的磁流变减振装置。本文研究可为同类磁流变减振装置的优化设计提供依据。关键词：切削颤振；磁流变液；磁路分析；三维有限元仿真中图分类号：TB535；TM142文献标识码：ADesignandThree-dimensionalMagneticCircuitAnalysisoftheMagnetorheologicalDampingDeviceforLatheToolSlideZhangYongliang，ZhaoHong，ZhouYuan，Zha

3、ngWei(DepartmentofMechanicalEngineering，UniversityofShanghaiforScienceandTechnology，Shanghai200093，China)Abstract：Cuttingchatteristhemainreasonresultinginlowermachiningqualityofslendershaftpans．Inthispaperamagnetorheologicaldampingdeviceforlathetoolslidewasdeveloped．Ont

4、hebasisofstructuraldesignthemagneticcircuitofthedampingdevicewasanalyzedtheoretically，moreover，thethree—dimensionalmagneticfieldwassimulatedwithfiniteelementmethod，theeffectsofdiferentstructuralparametersonthemagneticinductionintensityofdampingdevicewereinvestigated．Fin

5、ally，themagnetorheo1ogicaldampingdevicewhichmeetstherequirementswasobtained．Theresearchesinthispaperprovidethefoundationforoptimizeddesignofsimilarmagnetorheol0gicaIdamp-ingdevices．Keywords：cuttingchatter；magnetorhe0logicalfluid；magneticcircuitanalysis；3一Dfiniteelements

6、imula—tion切削颤振是制约现代制造业向高效、精密方向发展的重上，以阻尼力和调节范围为目标函数，研究了该类减振器的要因素。为此，国内外学者采用不同的控制方法进行了大量优化设计方法；YooJH等提出了一种高效磁流变阀的设的研究。近年来，磁流变液的不断发展，使这种新型智能材计方法，并进行了试验研究；赵丹侠等针对传统的磁流变料已被越来越多地作为半主动控制系统的调节执行介质，用减振器磁场利用率不高的问题，提出了一种基于多级径向流于汽车、土木工程、精密加工、机械人等诸多领域，其在切削动模式的磁流变减振器。根据动态磁路设计理论，建立了磁颤振

7、控制领域中的应用也日益受到关注J。路分析模型，利用有限元分析软件模拟仿真了减振器内的磁磁流变液是一种能对外界磁场进行瞬时主动响应的智路，并对工作间隙内的磁感应强度进行了检测。能材料。它的屈服强度、刚度、阻尼等固有特性会随着外加上述研究针对的磁流变减振装置多是典型回转体，由于磁感应强度的变化而发生快速、可逆的变化，由其制成的磁其结构的轴对称特性而多被简化为二维模型进行磁路的有流变减振装置具有能耗低、出力大、响应迅速、可控性好等优限元分析，然而该类结构不能适用于各类复杂多样的工程结点。研究表明：对磁流变减振装置进行合理的磁路及其结构构。本

8、文结合车床刀架具体结构，设计研制的磁流变减振装设计，可以有效提高磁流变液产生的阻尼力、扩大阻尼调节置为长方六面体结构，对于这种面对称结构，将其简化为二范围。单慧勇等基于磁饱和效应，应用磁路欧姆定律对一维模型必将带来较大的