數(shù)控機床模態(tài)實驗的激勵點選擇和響應(yīng)測點布置優(yōu)化.pdf

1、實驗?zāi)B(tài)分析方法是研究數(shù)控機床動態(tài)特性的有效方法,它對高端數(shù)控機床的設(shè)計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)實驗的響應(yīng)測點布置不僅依賴于經(jīng)驗,而且規(guī)模往往較大,導致實驗效率低、成本高;另一方面,激勵點的選擇也是實驗?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)實驗激勵的有效性和響應(yīng)數(shù)據(jù)的質(zhì)量,現(xiàn)在往往是結(jié)合經(jīng)驗和反復預(yù)實驗來確定,效率低且實驗效果還依賴于人的經(jīng)驗。因此,研究響應(yīng)測點布置和激勵點選擇的優(yōu)化方法,對提高實驗?zāi)B(tài)分析的效

2、率、降低實驗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)實驗的激勵點選擇方法,并給出了激勵點選擇原則。采用有限元仿真預(yù)選備選激勵點,再應(yīng)用有效獨立法或有效獨立-驅(qū)動點留數(shù)法對激勵點進行優(yōu)化篩選,結(jié)合工程實際總結(jié)的激勵點選擇原則,確定最終激勵點。
　　其次,研究了最小測點數(shù)和保證結(jié)構(gòu)振型準確識別約束下響應(yīng)測點布置優(yōu)化問題。采用有限元仿真預(yù)選所有表面可測點,再應(yīng)用有效獨立法根據(jù)各測點數(shù)據(jù)對模態(tài)響應(yīng)的貢獻度

3、進行迭代篩選,同時計算模態(tài)置信度(MAC)進行優(yōu)化效果評價,并兼顧測試的經(jīng)濟性,確定響應(yīng)測點個數(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)進行線性化增補測點,以滿足結(jié)構(gòu)振型準確識別的要求。
　　基于上述研究結(jié)果,在XHK5140數(shù)控機床上進行了激勵點選擇和響應(yīng)測點布置優(yōu)化的綜合實驗驗證,并與傳統(tǒng)方法進行了對比。結(jié)果表明:本文選擇激勵點與傳統(tǒng)方法(依賴經(jīng)驗和反復預(yù)實驗)確定的激勵點基本一致,但效率得到了提高且不依賴與人的經(jīng)驗