數(shù)控機(jī)床模態(tài)實(shí)驗(yàn)的激勵(lì)點(diǎn)選擇和響應(yīng)測點(diǎn)布置優(yōu)化.pdf

1、實(shí)驗(yàn)?zāi)B(tài)分析方法是研究數(shù)控機(jī)床動(dòng)態(tài)特性的有效方法,它對高端數(shù)控機(jī)床的設(shè)計(jì)和分析的重要性越來越凸顯。然而,一些大型結(jié)構(gòu)模態(tài)實(shí)驗(yàn)的響應(yīng)測點(diǎn)布置不僅依賴于經(jīng)驗(yàn),而且規(guī)模往往較大,導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)效率低、成本高;另一方面,激勵(lì)點(diǎn)的選擇也是實(shí)驗(yàn)?zāi)B(tài)分析的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一,它直接關(guān)系到模態(tài)實(shí)驗(yàn)激勵(lì)的有效性和響應(yīng)數(shù)據(jù)的質(zhì)量,現(xiàn)在往往是結(jié)合經(jīng)驗(yàn)和反復(fù)預(yù)實(shí)驗(yàn)來確定,效率低且實(shí)驗(yàn)效果還依賴于人的經(jīng)驗(yàn)。因此,研究響應(yīng)測點(diǎn)布置和激勵(lì)點(diǎn)選擇的優(yōu)化方法,對提高實(shí)驗(yàn)?zāi)B(tài)分析的效

2、率、降低實(shí)驗(yàn)成本具有重要的工程意義。本文主要研究工作如下:
　　首先,研究了模態(tài)實(shí)驗(yàn)的激勵(lì)點(diǎn)選擇方法,并給出了激勵(lì)點(diǎn)選擇原則。采用有限元仿真預(yù)選備選激勵(lì)點(diǎn),再應(yīng)用有效獨(dú)立法或有效獨(dú)立-驅(qū)動(dòng)點(diǎn)留數(shù)法對激勵(lì)點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)化篩選,結(jié)合工程實(shí)際總結(jié)的激勵(lì)點(diǎn)選擇原則,確定最終激勵(lì)點(diǎn)。
　　其次,研究了最小測點(diǎn)數(shù)和保證結(jié)構(gòu)振型準(zhǔn)確識別約束下響應(yīng)測點(diǎn)布置優(yōu)化問題。采用有限元仿真預(yù)選所有表面可測點(diǎn),再應(yīng)用有效獨(dú)立法根據(jù)各測點(diǎn)數(shù)據(jù)對模態(tài)響應(yīng)的貢獻(xiàn)度

3、進(jìn)行迭代篩選,同時(shí)計(jì)算模態(tài)置信度(MAC)進(jìn)行優(yōu)化效果評價(jià),并兼顧測試的經(jīng)濟(jì)性,確定響應(yīng)測點(diǎn)個(gè)數(shù);再使用香農(nóng)定理對不同結(jié)構(gòu)(如立柱、主軸和工作臺)進(jìn)行線性化增補(bǔ)測點(diǎn),以滿足結(jié)構(gòu)振型準(zhǔn)確識別的要求。
　　基于上述研究結(jié)果,在XHK5140數(shù)控機(jī)床上進(jìn)行了激勵(lì)點(diǎn)選擇和響應(yīng)測點(diǎn)布置優(yōu)化的綜合實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,并與傳統(tǒng)方法進(jìn)行了對比。結(jié)果表明:本文選擇激勵(lì)點(diǎn)與傳統(tǒng)方法(依賴經(jīng)驗(yàn)和反復(fù)預(yù)實(shí)驗(yàn))確定的激勵(lì)點(diǎn)基本一致,但效率得到了提高且不依賴與人的經(jīng)驗(yàn)