BTA深孔精密扩孔系统流体扰动的非线性横振

摘要

为提高超大长径比超临界汽轮机转子内孔的加工精度,研究了高速BTA深孔精密扩孔工艺中的钻杆(刀轴)横向振动问题。通过建立以流体扰动为主要诱因的深孔钻杆系统的非线性横向振动模型,运用Melnikov方法分析了流体扰动下系统横向非线性振动的混沌性态;利用图胞映射理论研究多初值条件下的流体扰动对BTA深孔加工系统安全盆域中吸引子和吸引域的流形变化,明确了在多初值条件下,该系统吸引子的运动特性。结合分岔、最大Lyapunov指数、双参平面分岔等特征,分析了流体扰动激励下BTA深孔切削系统随各类参数变化的非线性动力行为,通过双参平面分岔分析,讨论了该系统在双参变化时的非线性动力特性,揭示了BTA深孔加工系统在单参、双参变化时的非线性动力行为演变机制,并对系统横向振动的混沌参数域进行了解析,得到系统在双参数平面上混沌运动、稳定周期运动的参数域。该研究结果可为BTA深孔切削加工的生产实践提供一定理论指导。