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基于车削加工过程中工件直径和转动惯量的时变特性，建立工件扭转自由振动的时变力学模型，导出工件扭转自振频率的时变方程，在Mathcad软件中求解时变方程得到其低阶自振频率；利用ANSYS软件进行模态分析，研究不同背吃刀量和进给速度对工件扭转自振频率及振型时变规律的影响。研究表明，有限元仿真结果与理论解答趋于一致；一阶扭转自振频率随车削时间呈对称的抛物线状分布，二阶自振频率随时间呈近似正弦分布。背吃刀量越大，自振频率时变曲线的幅值越大；进给速度越大，自振频率的时变周期越短。