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本文研究具有非线性系统的BTA深孔加工钻杆在内切削液存在自由液面时的偏动量、敏感性、频率特性及系统稳定性。其中,BTA深孔加工系统的切削液是影响钻杆稳定的关键。首先用比对的方法,对影响内孔加工精度的钻杆偏动量和钻杆频率进行了分析;其次利用数值仿真法,研究了各因素对系统敏感性的影响规律;最后应用稳定性理论进行仿真,分析了钻杆中内切削液的动态稳定性。旨在为实际生产提供相应的理论依据。本研究内容如下:1、基于推导的钻杆内切削液的类自由液面半径公式,构建了类自由液面和导向套几何误差同时存在的情况下BTA钻杆偏动量模型,解析出钻杆类自由液面时的偏动量解,从而获得BTA钻杆中偏动量对各因素的影响趋势。2、同步仿真了BTA钻杆偏动量和涡动频率表达式,分析出各因素对偏动量和涡动频率的敏感权重。获得BTA钻杆偏动量和涡动频率的关系,明确各因素对系统加工精度的敏感权重。3、分析了BTA深孔加工系统中切削液对钻杆频率特性的影响。结果表明,类自由液面的出现,使得两类频率表达式在整体上出现下降趋势,但在切削液流速较小范围内频率上升;在相同的仿真输入参数情况下,系统压力较小时整根钻杆受内外切削液共同作用的频率公式影响较大,当系统压力较大时整根钻杆受内切削液作用的频率公式影响较大。通过对两类频率公式的敏感性分析,表明内切削液是影响加工过程中频率特性的主要因素。4、研究了BTA深孔加工系统稳定性问题中的内切削液影响。通过转速比,充液比和频率比的对比研究,获得了钻杆发生失稳的临界位置;对钻杆避免发生混沌现象的临界条件分析,表明在钻杆切削液存在类自由液面时,钻杆将发生颤振失稳的临界曲线,且在跃变点产生异宿轨道,其运行轨迹不再具有确定性。本文研究成果,可为BTA系统结构优化设计,运行参数选择提供理论支撑;定性的给出了避开共振区的工艺参数运行区间,以提高孔的成型精度;这些对实际生产控制具有一定的指导意义。