系统参数对自激振动系统动力学稳定性的影响

doi:10.12068/j.issn.1005-3026.2015.05.018

东北大学学报:自然科学版 ›› 2015, Vol. 36 ›› Issue (5): 690-694.DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2015.05.018

系统参数对自激振动系统动力学稳定性的影响

李小彭，梁友鉴，孙德华，岳冰

(东北大学机械工程与自动化学院，辽宁沈阳110819)

收稿日期:2014-03-24 修回日期:2014-03-24 出版日期:2015-05-15 发布日期:2014-11-07
通讯作者: 李小彭
作者简介:李小彭(1976-)，男，江西宁都人，东北大学教授.
基金资助:
国家自然科学基金资助项目(51275079)；中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(N110403009)；新世纪优秀人才支持计划项目(NCET-10-0301).

Impact of the System Parameters on Self-excited Vibration System Dynamic Stability

LI Xiao-peng， LIANG You-jian， SUN De-hua， YUE Bing

School of Mechanical Engineering & Automation， Northeastern University， Shenyang 110819， China.

Received:2014-03-24 Revised:2014-03-24 Online:2015-05-15 Published:2014-11-07
Contact: LI Xiao-peng
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摘要/Abstract

摘要： 为了研究机床进给系统的黏滑运动特性，建立了基于Stribeck摩擦模型的具有代表性的质体-弹簧-传送带摩擦自激振动模型.利用李雅普诺夫稳定性判据对自激振动系统的平衡点进行了稳定性分析，获得了系统的临界失稳速度，又经过理论公式推导出了系统的临界黏滑速度.从数值仿真得到的相图和Poincare截面图可以看出，随着系统进给速度、阻尼和传动刚度的增大，动、静摩擦差值的减小，系统的黏滞运动持续时间变短，即系统的稳定性增强；低速状态下的自激振动分为黏滑和纯滑动两个阶段，且均为准周期运动；系统进给速度是影响系统稳定性的主要参数.

关键词: Stribeck摩擦模型, 动力学, 稳定性分析, 自激振动, 数值仿真

Abstract: The friction self-excited vibration system model with the plastid-spring-conveyor belt based on the Stribeck friction model was built to study the stick-slip kinetic characteristics of machine feed system. The stability of equilibrium point of self-excited vibration system was analyzed through the Lyapunov stability criterion， and the critical instability speed of the system was obtained， and then the critical stick-slip speed of the system was deduced from the theoretical formula. The phase diagram and the Poincare section diagram through the numerical simulation show that with the increase of machine feed rate， damping and stiffness of transmission and with the decrease of dynamic-static friction difference， the duration of stick-slip will be shorter， and the stability of the system increased. The self-excited vibration with low speed condition is divided into stick-slip and pure sliding， and they are both periodic motion. The feed velocity is important for the stability of the system.

Key words: Stribeck friction model, dynamics, stability analysis, self-excited vibration, numerical simulation

中图分类号:

U463.51

李小彭，梁友鉴，孙德华，岳冰. 系统参数对自激振动系统动力学稳定性的影响[J]. 东北大学学报:自然科学版, 2015, 36(5): 690-694.

LI Xiao-peng， LIANG You-jian， SUN De-hua， YUE Bing. Impact of the System Parameters on Self-excited Vibration System Dynamic Stability[J]. Journal of Northeastern University Natural Science, 2015, 36(5): 690-694.

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