机械制造业是我国经济建设中的支柱产业,对我国经济发展具有非常重要的意义,并且对国民生活质量的提高具有重要作用。深孔类零件所涉及的深孔加工是孔加工中难度最高的类型之一,而且深孔类零件在许多领域都有非常重要的应用。深孔加工包括深孔镗削,在深孔镗削过程中,由于加工空间的限制,需要使用悬伸长度较长的大长径比镗刀加工零件内表面,由于这种加工环境中镗刀的整体刚度较低,很容易引起工艺系统的颤振,进而导致工件加工质量和精度的降低,非常容易使工件达不到设计的应用标准。为了解决深孔镗削过程中的颤振问题,本论文设计了一种变频率-阻尼合金减振镗杆,对该镗杆的减振结构设计与优化算法等领域进行了一定的研究。通过理论推导、仿真分析与实验研究,完成了变频率-阻尼合金减振镗杆的设计与性能研究,具体研究内容如下:为研究镗削加工过程中的振动产生机理,建立了工艺系统的动力学模型,并分析了自激振动的形成原因。通过仿真分析了镗杆长径比和材料的动力学性能对其振动的影响,为变频率-阻尼合金减振镗杆的设计思路打下理论基础。综合比较多种被动减振方法,提出阻尼合金和动力吸振结构结合的新型振动控制方法,并对这两种被动减振方式的减振机理进行了研究。提出了变频率-阻尼合金减振镗杆的总体设计方案,建立了该减振镗杆的二自由度动力学模型,完成了该模型的相关理论分析以及MATLAB/Simulink仿真分析,将镗杆主体减振前后的振动情况进行对比,验证了本文所设计减振镗杆的振动控制能力。研究了阻尼合金结构优化方法,提出了将模态应变能算法应用于非均匀阻尼合金结构优化上的可能性。通过研究发现,阻尼合金的结构参数对于减振镗杆来说非常重要,因此,在设计时应综合考虑阻尼合金的应用对镗杆刚度、阻尼比以及固有频率的影响。通过与理论计算结果对比,验证了模态应变能法在阻尼合金结构优化中应用的可行性。经过模态应变能算法优化后的非均匀阻尼合金结构,相同阻尼合金用量的情况下,刚度和损耗因子明显高于传统均匀厚度阻尼合金结构。研究了动力吸振结构优化方法,提出了将GA-BP算法应用于变频率-动力振结构优化上的可能性。研究了GA-BP算法具体应用方法,包括训练数组的得出、数组的标准化处理和神经元网络结构的确定以及模型参数的选取。通过仿真分析的方式得到了GA-BP算法所需要的训练数组,运算后得出了最优的动力吸振结构参数及其对应的最小振动幅值。与仿真分析结果进行对比,验证了GA-BP算法所得到的优化结果的准确性。对普通镗杆、阻尼合金减振镗杆以及变频率-阻尼合金减振镗杆进行仿真分析,包括模态分析和谐响应分析。通过谐响应分析结果验证了变频率-阻尼合金减振镗杆在减振在激振频率适应范围方面的优越性,并完成了该减振镗杆的最优作用频率的划分。为验证本文所设计的变频率-阻尼合金减振镗杆与普通镗杆相比具有更高的结构阻尼,以及仿真模态分析结果的准确性,分别对普通镗杆、阻尼合金镗杆以及变频率-阻尼合金减振镗杆分别进行了冲击响应实验,通过参数识别获得了三种镗杆的固有频率、阻尼比等动力学参数。为验证变频率-阻尼合金减振镗杆的减振性能以及适应能力,利用动力吸振结构的悬伸长度作为变量,对应不同激振频率,分别对两种镗杆进行稳态激励响应实验。通过镗削实验,研究了加工参数对镗杆振动加速度的影响,可以根据得出的相关结论选取合适的加工参数,以抑制镗削加工中的振动。在相同加工条件下,分别使用普通镗杆和变频率-阻尼合金减振镗杆进行加工,验证了本文设计的减振镗杆对振动抑制效果及工件表面加工质量的提高的能力。