重型机床结合部动态特性参数辨识方法研究

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结合部对机床的整体动态性能有着关键的影响,有研究证实,机床结构中结合部的刚度和阻尼往往比结构本身的刚度和阻尼还大,在进行静态和动态力学特性分析时,建立准确的机械结构动力学模型的关键在于能否获得合理的结合面动态特征参数。因此,如何建立准确的结合部模型以及准确地获取结合部参数的问题,成为机械结构静态和动态特性分析的关键。本文是针对结合部的动态特征参数的辨识方法进行研究与应用。通过总结前人的辨识方法,分别进行对比与论证,得到一种普遍实用的辨识方法。该方法为频响函数识别法,首先根据结合部结构特点建立等效动力模型,分别在结构组装前与组装后进行试验,测量各个连接点之间的频响函数,并将这些试验频响函数代入识别公式中,求得结合部的动态特征参数。该方法无需预先建立系统的理论模型,直接由试验方法识别结合部参数,实验测试及理论计算都比较方便,对大型复杂结构的结合部研究比较实用。但是,也存在实验中夹杂大量噪声问题,使得实验数据不够精准,因此,一方面对实验条件加以约束,使得实测数据尽可能避免噪声污染,另一方面,通过后期数据处理,使得结合部辨识的参数更加精确,严谨。将此方法运用到设计的结合面试件上,通过法向与切向两种试件实验,得到试件结合部动态特性参数。再通过有限元软件,对结合部的动态特征参数进行耦合,通过耦合后的仿真数据与实测数据对比,验证试件的结合部动态特性参数的辨识效果。本文得到了一种辨识结合部动态特征参数的方法,能够应用在实际的试件中,并获得了结合部动态特征参数的刚度与阻尼值。将方法也成功的应用在实际重型机床中,通过实验方法,得到了重型机床各个大型结合部动态特征对于整机的影响,并且在数值上反映出机床整体的动态特性,今后可对结合部在重型机床上的应用进行深入研究。
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