機床動力學分析開題報告(編輯修改稿)
2025-02-17 16:03 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 IMO)識別法和多入多出(MIMO)識別法。SISO屬于局部識別， SIMO和MIMO屬于整體識別。在SISO頻域模態(tài)參數(shù)識別中，按照模態(tài)密集程度不同，可分為單模態(tài)識別和多模態(tài)識別。前者將待識別的幾階模態(tài)看作與其他模態(tài)獨立的單自由度系統(tǒng)，適于阻尼較小、模態(tài)較分散的情形。后者將待識別的幾階模態(tài)看作耦合的，并考慮擬合頻段以外的模態(tài)影響。對于阻尼較大、模態(tài)較密集的情況，必須用多模態(tài)參數(shù)識別法。在模態(tài)分析中，阻尼是一個較難處理的問題。根據(jù)結構性質(zhì)不同，常用到粘性比例阻尼、一般粘性阻尼、結構比例阻尼與結構阻尼四種阻尼模型。 機床動力學分析所用的激勵方式單點激勵是最簡單、最常用的激勵方式。所謂單點激勵,是指對測試結構一次只激勵一個點的一個方向,而在其他任何坐標上均沒有激勵作用。單點激勵是SISO參數(shù)識別所要求的激勵方式。單點激勵方式之所以有效,是建立在振動系統(tǒng)的可控性和可觀性假設基礎上的。所謂振動系統(tǒng)的可控性,是指對選擇的點施加激勵,能激發(fā)出系統(tǒng)的各階模態(tài)。理論上講,只要激勵點不在各階模態(tài)振型的節(jié)點上,且具備足夠的能量,就可以激發(fā)系統(tǒng)的各階模態(tài)。所謂振動系統(tǒng)的可觀性,是指測量出的各響應點的輸出信號中包含各階模態(tài)的信息。對線性系統(tǒng),可觀性總是滿足的。具備了可控性和可觀性,系統(tǒng)才可辨識。SISO方法要求同時高速采集輸入、輸出兩個點的信號,用不斷移動激勵點位置或響應點位置的辦法獲取振型數(shù)據(jù)。多點激勵是指對多個點同時施加激振力的激勵方式。顯然,輸入系統(tǒng)的激勵能量會成倍增加。同時,也增加了激振的復雜性。而且SIMO及MIMO的方法則要求大量通道數(shù)據(jù)的高速并行采集,因此要求大量的振動測量傳感器和激振器,試驗成本較高。對中小型結構的模態(tài)分析,采用單點激勵即可獲得滿意效果,然而,對大型、復雜結構,單點激勵往往丟失模態(tài),或由于激勵能量有限而得不到有效的高信噪比頻響函數(shù),有時甚至無法激起結構的整體振動,導致模態(tài)實驗徹底失敗。多點激勵雖說比較復雜,但它具有以下優(yōu)點:不易遺漏模態(tài)；輸入能量大且傳遞均勻,獲得的頻響函數(shù)信噪比高；一次性獲得頻響函數(shù)矩陣,比單點激勵分別求出的頻響函數(shù)矩陣一致性要好。(1) 確定實驗儀器設備。目前振動測試技術比較成熟。(2) 確定實驗內(nèi)容。要綜合考慮機床抗振性研究的需求來確定實驗內(nèi)容。模態(tài)測試是機床動力學研究的基礎，通常機床都需要進行模態(tài)測試。而為了評判和檢驗機床的抗振性，動剛度和刀具工件系統(tǒng)的振動響應也常作為機床整機測試的一個重要實驗內(nèi)容。(3) 搭建實驗系統(tǒng)。搭建機床整機振動的實驗系統(tǒng)，要根據(jù)實驗的內(nèi)容及相應的原理方案來規(guī)劃。通常包括布置傳感器、布置激振器和連接測試系統(tǒng)等。對于數(shù)控機床的整機振動測試，通常選用壓電加速度傳感器，考慮到機床的振動是一個空間振動，因此，在有條件的情況下，最好選用三維加速度傳感器。在安裝振動傳感器時，應按照實驗分析頻率范圍來選用固定方式，例如可以蠟粘、膠粘、螺栓連接等。在模態(tài)及動剛度測試中，需要激振器。對于小型機床，可以用單個力錘或激振器(電磁、電液等)進行激振。而對于大型機床則必須使用激振器，為了獲得精確的測試結果，通常需要多個激振器同時激振。激振的方向要與最關注的振動方向相一致。實驗中要將激振器的柔性桿與激振點固定連接，選用的方式包括膠結和螺栓連接等。在布置完傳感器及激振器后，用數(shù)據(jù)線連接到數(shù)據(jù)分析儀，數(shù)據(jù)分析儀再連接到計算機，從而完成整機振動實驗系統(tǒng)的搭建。(4) 振動測試。機床整機振動測試過程包括數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)導出等操作過程。測試中需要對機床的運行狀態(tài)進行調(diào)整，對傳感器進行校準，以適應不同振動測試的需求。
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