機(jī)床雙螺栓固定結(jié)合面單元?jiǎng)恿W(xué)參數(shù)識(shí)別.pdf

1、當(dāng)今裝備制造工業(yè)的迅猛發(fā)展，對(duì)數(shù)控機(jī)床的加工性能提出了更高要求，尤其是機(jī)床本身的動(dòng)態(tài)性能。研究表明，機(jī)床結(jié)合面所產(chǎn)生的剛度和阻尼對(duì)機(jī)床的動(dòng)態(tài)性能具有顯著影響。如何在設(shè)計(jì)階段準(zhǔn)確預(yù)測(cè)機(jī)床整機(jī)的動(dòng)力學(xué)性能，是機(jī)床設(shè)計(jì)過(guò)程中首要解決的關(guān)鍵問(wèn)題，然而機(jī)床動(dòng)力學(xué)建模過(guò)程中結(jié)合面的處理，一直是影響機(jī)床動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)和仿真精度的關(guān)鍵難題。
　　 為了獲得結(jié)合面的動(dòng)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(jī)床常見(jiàn)螺栓聯(lián)結(jié)固定結(jié)合面單

2、元的動(dòng)力學(xué)模型。該模型充分考慮了結(jié)合面單元各節(jié)點(diǎn)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(lái)說(shuō)，能夠更加準(zhǔn)確的模擬結(jié)合面的動(dòng)態(tài)特性，提高機(jī)床整機(jī)的仿真精度。
　　 本文采用“理論建模與模態(tài)實(shí)驗(yàn)相結(jié)合”的參數(shù)辨識(shí)方法來(lái)識(shí)別結(jié)合面動(dòng)力學(xué)參數(shù)。首先建立了結(jié)合面的動(dòng)力學(xué)模型，然后設(shè)計(jì)加工了一個(gè)雙螺栓固定結(jié)合面單元試件，利用LMS Test.Lab 振動(dòng)測(cè)試與分析系統(tǒng)對(duì)該試件進(jìn)行單點(diǎn)激勵(lì)多點(diǎn)響應(yīng)模態(tài)實(shí)驗(yàn)，提取整個(gè)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(shí)別結(jié)合面參數(shù)，最后將識(shí)別的結(jié)合面參數(shù)帶入MSC.FEA 有限元模型中進(jìn)行驗(yàn)證。
　　 本文利用MSC.Nastran 特有的DMIG 卡片，將識(shí)別的結(jié)合面參數(shù)嵌入結(jié)合面有限元模型中，進(jìn)行正則模態(tài)分析，與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較驗(yàn)證。經(jīng)過(guò)驗(yàn)證發(fā)現(xiàn)，有限元仿真結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果的誤差均在10[％]以內(nèi)，這就證明了本參數(shù)識(shí)別方法是正確可行的，用該方