【摘 要】
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当今,装备制造工业正在迅猛发展,对数控机床的加工性能也提出了更高的要求,尤其是机床本身的动态性能。根据研究表明,机床结合部所产生的刚度和阻尼对机床整体的动态性能具有显著
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当今,装备制造工业正在迅猛发展,对数控机床的加工性能也提出了更高的要求,尤其是机床本身的动态性能。根据研究表明,机床结合部所产生的刚度和阻尼对机床整体的动态性能具有显著的影响。如何在设计阶段准确预测机床整机的动力学参数,成为机床设计和改造过程中首要解决的关键问题,然而机床动力学建模过程中结合面的处理,一直是影响机床动态设计和仿真的关键难题。基于这一关键问题,本文进行了如下研究:建立了机床常见螺栓联接固定结合部单元的等效动力学模型。该模型充分考虑了结合面单元各节点自由度之间的耦合关系,能够准确的模拟结合面的动态性能,提高机床整机的仿真精度。基于单位面积结合面动态特性参数的实验基础,用吉村允孝法来识别结合面动态参数。首先,建立了结合面的动力学模型,然后,利用吉村允孝法识别含有结合部的机床实际结构的法向和切向刚度与阻尼值;利用识别得到的参数在有限元软件中进行建模,对其装配体进行模态分析。利用DASP模态测试系统对机床整机进行模态试验,将获得的频响函数进行试验模态分析,获得含有固定结合部的装配体的固有频率和阻尼比,得到机床整机的振型图。在振型相似的基础上,以模态试验的结果为基准,将有限元模态分析的固有频率与模态试验进行对比,来验证此方法的有效性。用上述方法来识别机床固定结合部参数,可以减少做大量实验,还能保证识别精度,可以直接运用于实际的机床结构上,为机床结构的改造和优化提供了重要依据。
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