機床雙螺栓固定結(jié)合面單元動力學(xué)參數(shù)識別.pdf

1、當(dāng)今裝備制造工業(yè)的迅猛發(fā)展，對數(shù)控機床的加工性能提出了更高要求，尤其是機床本身的動態(tài)性能。研究表明，機床結(jié)合面所產(chǎn)生的剛度和阻尼對機床的動態(tài)性能具有顯著影響。如何在設(shè)計階段準確預(yù)測機床整機的動力學(xué)性能，是機床設(shè)計過程中首要解決的關(guān)鍵問題，然而機床動力學(xué)建模過程中結(jié)合面的處理，一直是影響機床動態(tài)設(shè)計和仿真精度的關(guān)鍵難題。
　　 為了獲得結(jié)合面的動態(tài)特性及其剛度阻尼的量化值，本文在充分調(diào)研的基礎(chǔ)上，建立了機床常見螺栓聯(lián)結(jié)固定結(jié)合面單

2、元的動力學(xué)模型。該模型充分考慮了結(jié)合面單元各節(jié)點自由度之間的耦合關(guān)系，相比傳統(tǒng)的彈簧—阻尼器模型來說，能夠更加準確的模擬結(jié)合面的動態(tài)特性，提高機床整機的仿真精度。
　　 本文采用“理論建模與模態(tài)實驗相結(jié)合”的參數(shù)辨識方法來識別結(jié)合面動力學(xué)參數(shù)。首先建立了結(jié)合面的動力學(xué)模型，然后設(shè)計加工了一個雙螺栓固定結(jié)合面單元試件，利用LMS Test.Lab 振動測試與分析系統(tǒng)對該試件進行單點激勵多點響應(yīng)模態(tài)實驗，提取整個試件的頻響函數(shù)矩陣，

3、之后基于阻抗矩陣與頻響矩陣互逆性這一原理，利用MATLAB 非線性最小二乘法(lsqnonlin)識別結(jié)合面參數(shù)，最后將識別的結(jié)合面參數(shù)帶入MSC.FEA 有限元模型中進行驗證。
　　 本文利用MSC.Nastran 特有的DMIG 卡片，將識別的結(jié)合面參數(shù)嵌入結(jié)合面有限元模型中，進行正則模態(tài)分析，與實驗結(jié)果進行比較驗證。經(jīng)過驗證發(fā)現(xiàn)，有限元仿真結(jié)果與實驗結(jié)果的誤差均在10[％]以內(nèi)，這就證明了本參數(shù)識別方法是正確可行的，用該方