機(jī)床動力學(xué)分析開題報告-在線瀏覽
2025-03-10 16:03本頁面
【正文】 外學(xué)者在機(jī)床動力學(xué)研究的基礎(chǔ)上發(fā)展了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、模態(tài)力法和理論與實(shí)測結(jié)合法等。該方法與單一機(jī)床動力學(xué)分析相比，精度相當(dāng)，但計算速度更快。 當(dāng)前機(jī)床動力學(xué)分析方法及成果目前，機(jī)床動力學(xué)研究的方法主要是模態(tài)分析法，模態(tài)分析技術(shù)是基于系統(tǒng)響應(yīng)和激振力的動態(tài)測試方法，是利用信號處理和參數(shù)識別技術(shù)來確定系統(tǒng)模態(tài)參數(shù)的一種方法，它可以非常直觀地反映各階模態(tài)的情況，并聯(lián)系模態(tài)坐標(biāo)和物理坐標(biāo)，從而為結(jié)構(gòu)薄弱環(huán)節(jié)干改進(jìn)設(shè)計、振動故障診斷預(yù)報以及結(jié)構(gòu)動力學(xué)特性的優(yōu)化設(shè)計等提供依據(jù)。通過模態(tài)分析就可以判斷機(jī)床的振型是否影響加工精度和表面粗糙度，并可對機(jī)床結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，使它滿足機(jī)床對加工質(zhì)量和加工精度的要求。為后續(xù)的機(jī)床結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計提供依據(jù)。模態(tài)分析是研究結(jié)構(gòu)動力學(xué)特性的一種方法。所謂模態(tài)分析就是確定設(shè)計結(jié)構(gòu)或機(jī)械部件的振動特性，得到結(jié)構(gòu)的固有頻率和振型，由于它們是進(jìn)行動力學(xué)研究的重要參數(shù)，所以模態(tài)分析也是為了更詳細(xì)的動力學(xué)分析如譜響應(yīng)分析、瞬態(tài)動力學(xué)分析、頻譜分析等做準(zhǔn)備。計算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，使快速傅立葉（FFT）分析得以實(shí)現(xiàn)，出現(xiàn)了模態(tài)分析儀器設(shè)備，促進(jìn)了模態(tài)分析技術(shù)的迅速發(fā)展。SISO屬于局部識別， SIMO和MIMO屬于整體識別。前者將待識別的幾階模態(tài)看作與其他模態(tài)獨(dú)立的單自由度系統(tǒng)，適于阻尼較小、模態(tài)較分散的情形。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。根據(jù)結(jié)構(gòu)性質(zhì)不同，常用到粘性比例阻尼、一般粘性阻尼、結(jié)構(gòu)比例阻尼與結(jié)構(gòu)阻尼四種阻尼模型。所謂單點(diǎn)激勵,是指對測試結(jié)構(gòu)一次只激勵一個點(diǎn)的一個方向,而在其他任何坐標(biāo)上均沒有激勵作用。單點(diǎn)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(shè)基礎(chǔ)上的。理論上講,只要激勵點(diǎn)不在各階模態(tài)振型的節(jié)點(diǎn)上,且具備足夠的能量,就可以激發(fā)系統(tǒng)的各階模態(tài)。對線性系統(tǒng),可觀性總是滿足的。SISO方法要求同時高速采集輸入、輸出兩個點(diǎn)的信號,用不斷移動激勵點(diǎn)位置或響應(yīng)點(diǎn)位置的辦法獲取振型數(shù)據(jù)。顯然,輸入系統(tǒng)的激勵能量會成倍增加。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(yàn)成本較高。多點(diǎn)激勵雖說比較復(fù)雜,但它具有以下優(yōu)點(diǎn):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(diǎn)激勵分別求出的頻響函數(shù)矩陣一致性要好。目前振動測試技術(shù)比較成熟。要綜合考慮機(jī)床抗振性研究的需求來確定實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。而為了評判和檢驗(yàn)機(jī)床的抗振性，動剛度和刀具工件系統(tǒng)的振動響應(yīng)也常作為機(jī)床整機(jī)測試的一個重要實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。搭建機(jī)床整機(jī)振動的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，要根據(jù)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容及相應(yīng)的原理方案來規(guī)劃。對于數(shù)控機(jī)床的整機(jī)振動測試，通常選用壓電加速度傳感器，考慮到機(jī)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。在模態(tài)及動剛度測試中，需要激振器。而對于大型機(jī)床則必須使用激振器，為了獲得精確的測試結(jié)果，通常需要多個激振器同時激振。實(shí)驗(yàn)中要將激振器的柔性桿與激振點(diǎn)固定連接，選用的方式包括膠結(jié)和螺栓連接等。(4) 振動測試。測試中需要對機(jī)床的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行調(diào)整，對傳感器進(jìn)行校準(zhǔn)，以適應(yīng)不同振動測試的需求。(5) 測試數(shù)據(jù)分析。分析的方法可以采用專用分析軟件，例如MEScope，Dasp等。3課題的研究內(nèi)容及擬采取的研究方法（技術(shù)路線）、研究難點(diǎn)及預(yù)期達(dá)到的目標(biāo)（1） 機(jī)械模態(tài)分析測試?yán)碚摚唬?） 機(jī)床模態(tài)測試實(shí)驗(yàn)；（3） 復(fù)雜工況下機(jī)床動力學(xué)特性研究；（1） 機(jī)械模態(tài)分析測試?yán)碚摚? 通過對機(jī)床的激振，用傳感器測采集振動數(shù)據(jù)，
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