并联机床刀夹系统的实验模态分析

机床刀具一夹具系统的模态参数，对切削加工过程中切削颤振的研究起着非常重要的作用。采用频响函数法，在BJ-04—02（A）型并联机床上通过试验测定了Fraisa刀具和BT40C刀具夹头系统的模态参数，并将实验结果和拟合结果进行了比较，为进一步加工零件和开展工艺研究奠定了必要的基础。     

虚假模态参数识别试验研究

为有效识别试验模态分析过程中的虚假模态和轴对称结构中的密集模态,对铝合金薄壳截锥壳卫星适配器样机的动态特性进行试验研究. 采用电磁激振器进行激励和压电加速度传感器采集响应,获得结构整体频响函数. 采用多项式方法拟合试验曲线,识别结构的模态参数. 系统比较单输入单输出、单输入多输出、多输入多输出等方法对频响函数曲线中密集模态参数识别的影响,并对比分析试验结果与有限元仿真结果,进一步识别试验测试曲线中的虚假模态参数. 试验结果表明:多输入多输出法更有利于分离轴对称结构的密集模态,试验获得铝合金截锥壳卫星适配器的前10阶固有模态;激振器安装不当导致频响函数曲线中存在虚假模态;对轻质结构进行试验模态分析时,需要考虑激振器的附加质量和附加刚度影响.     

基于模态联合仿真寻优法的机床刀具结合部参数辨识方法

为保证机床加工时的切削稳定性,获得准确的稳定性叶瓣图（切削速度-切削深度关系图）,需要得到机床刀具刀尖点的频率响应函数（FRF）。刀尖在加工时处于旋转状态,无法通过粘贴式传感器直接获取其频率响应函数。针对这一问题,提出了通过准确辨识刀柄结合部间动力学参数来预测刀尖频响。为实现刀柄结合部的动态参数识别,提出了基于模态分析理论的联合仿真寻优法的辨识方法。该方法通过均布弹簧-阻尼单元模拟结合部接触特性,以模态实验测得前2阶模态固有频率及其对应的振幅为目标约束,以结合部间的刚度和阻尼为变量进行有限元分析,采用最小二乘法构建二者的多目标优化函数,并在MATLAB-ANSYS集成环境下建立非线性规划函数寻优任务实现结合部动力学参数的辨识。为了提高辨识效率减少调用有限元分析的次数,采用了样本点构造的方法;为了避免因采样点选取不合理而造成计算量增加,采用了采样区间归一化的处理方式。最后,将优化识别结果通过弹簧单元指令代入有限元模型进行谐响应分析来预测刀尖FRF,对比有限元仿真与模态试验对应测点的频响数据。结果表明,二者的频率响应函数曲线拟合度较高,且前2阶的固有频率误差分别仅为0和0.04%。验证了该方法的可行性,为进一步获得稳定叶瓣图提供支持。     

TX1600G复合式镗铣加工中心铣削系统动力学特性研究

以TX1600G复合式镗铣加工中心机床为研究对象,对铣削系统动力学特性进行研究,重点研究铣削过程中的振动对加工精度的影响,通过Soildworks构建铣削系统的仿真模型,运用ANSYS Work-bench仿真软件对铣削系统的典型加工位置进行模态分析,得出铣削系统典型加工位置的固有频率与刀柄位移,对改善铣削系统结构具有重要的意义。     

一种基于小波变换的最小二乘复频域法的改进方法

针对应用最小二乘复频域法处理含有大阻尼、模态密集频带的频响函数时,难以快速、准确处理其中密集耦合模态的不足,提出了利用小波变换的带通滤波器特性对其进行改进的方法。该改进方法通过分析频响函数,搜索出应用原方法无法提取的密集耦合模态,对其选定合理的小波尺度因子进行小波变换分析,实现快速、准确的模态解耦和参数提取。最后通过对频响函数中含有大阻尼、模态密集耦合频带的8自由度系统进行仿真研究,验证了这种改进方法的正确性和优越性。     

脉冲切削力激励的铣削系统工作模态辨识方法

铣削系统模态参数决定了机床的在役可靠性和加工质量.加工过程中铣削系统随主轴转速和接触条件的改变而发生重构,其模态参数相较经典实验模态法获取的静态下的结果发生显著改变.脉冲切削力在关心频带内能产生具有平坦频谱的激励信号,可利用工作模态分析方法的多参考点最小二乘复指数法仅由该激励下的振动响应辨识切削系统模态参数,实现了加工过程中对切削系统工作模态参数的动态辨识.将此方法应用于铣削加工中心切削系统工作模态参数辨识并设计了切削实验.实验结果表明,所述方法估计的工作模态参数相较锤击试验法更接近系统真实动力学行为,使铣削系统的实时监测、主动维护、稳定性动态预测成为可能.     

履带车辆变速箱箱体的试验模态参数识别及验证

论述了模态试验中的模态参数识别理论和模态验证理论。以某型履带车辆变速箱箱体为研究对象,进行了锤击模态试验。利用极大似然估计原理(PolyMAX方法)识别出表征箱体动力学特性的各阶模态参数。在进行结构的模型修正和后续动力学特性研究之前,利用频响函数综合和模态置信判据等准则对识别出的模态参数的准确性进行分析和验证。结果表明:该试验所识别模态参数是可信的。     

轴瓦定位唇专用铣床铣削杆振动特性分析

针对轴瓦定位唇专用铣床铣削杆在工作过程中产生振动的问题,基于刀具铣削理论与罚函数算法,采用有限元建模方法对铣刀杆工作状况合理简化并施加合理约束,建立了铣刀杆的有限元模型并进行模态分析,模态分析得到的铣削杆前5阶固有频率与实验方法获得的数据在误差允许范围内.通过对铣削杆前5阶模态的分析,发现铣削主轴两端采用轴承支撑,铣削过程中变形小,而铣削杆为悬壁梁支撑,在二、三阶固有频率下发生大变形,对轴瓦定位唇铣削精确度影响较大.     

高速卧式加工中心主体结构试验模态分析

对高速卧式加工中心主体结构进行试验模态测试,得到了主体结构的各阶固有频率、阻尼比、刚度等模态参数以及模态振型.通过分析其动态特性,确定了机床结构的薄弱环节是主轴前端轴承处及近丝杠立柱,给出了结构改进措施;并且,通过分析主轴前端动刚度,确定了影响机床加工稳定性的目标模态,为进一步提高机床加工效率提供了可靠的改进依据.分析结果表明:试验模态分析技术是提高机床抗振性能和加工稳定性的有效方法.     

MM7120H平面磨床实验模态分析

通过对MM7120H平面磨床的模态实验,利用模态参数的整体识别法对该机床结构进行参数识别.确定了动态参数并分析了机床的薄弱环节,找到了与机床磨削颤振所对应的主要薄弱模态,并提出了提高机床动态性能的措施.     

核电专用轮槽数控铣床动态设计和结构优化

针对大型专用铣床CX056串联式的结构和它运动部件质量大的特点,用有限元法分析了该机床的动态特性.将模态分析和谐响应分析的结果作为该大型铣床动态设计和结构优化的依据,通过设计不同的结构和预置不同系列的参数,以整机固有频率的提高为目标函数,应用经验法和比较法提出了机床大件和整机的优化设计方案.     

二自由度两弹簧系统振动实验设计与分析

设计了二自由度两弹簧振子系统,并进行了系统理论模态分析与ANSYS仿真,通过激振实验对系统进行了频率响应特性和模态分析,研究了系统振动动态特性测试。研究结果表明,实验观测数据、ANSYS仿真结果与理论分析值较为一致。通过对弹簧振子的动态性能测试和分析,为深入研究机械振动特性提供了参考。     

基于Web的切削过程动力学远程仿真系统的研究开发

在介绍数控加工过程动力学仿真技术和Java Web应用开发的基础上,详细阐述了基于Web的切削过程动力学远程仿真系统的研究开发。该系统利用Java EE Servlet和Applet技术,为数控加工过程中合理切削参数的选择,提供了一种基于Internet和Web的远程仿真工具和方法,整个系统的主要功能在实际数控加工中已经得到了相应的验证。     

Impact of Modal Parameters on Milling Process Chatter Stability Lobes

1 Introduction Nowadays, millingis widely usedinfabricating of components of autos ,aircrafts , moulds and dies . Withthe rapid development of numerical control techniques ,the production efficiency and product quality are in theli melight . However ,as millingis anintermittent process ,a periodic forceinteracts betweenthe cuttingtool andworkpiece which makes the chatter vibration developed at specific conditions . This phenomenon may result in areduced productivity,increased cost andinconsist…     

梁结构疲劳刚度退化对模态频率的影响

为了研究梁结构疲劳刚度退化对模态频率的影响,对预应力混凝土梁进行疲劳试验和动力测试,得到疲劳历程中疲劳刚度和模态频率的演化规律. 建立疲劳全过程变刚度有限元修正模型,并对其进行模态分析. 比较分析试验和模拟结果,讨论模态频率退化规律及疲劳刚度退化对其影响机制. 研究结果表明,梁结构模态频率具有类似抗弯刚度退化的三阶段衰减规律,表明疲劳刚度与模态频率退化存在映射关系;在疲劳作用下,第1阶频率的下降幅度最大,第2阶频率次之,第3阶频率的下降幅度最小;提出的变刚度假设在有限元模拟中运用良好,模拟结果显示第1阶频率模拟值的偏差基本在10%以内. 提出的疲劳全过程动力特性分析方法为梁结构疲劳分析研究提供了新思路.     

万能工具铣床动态特性分析及结构动力修改

以X8140万能工具铣床平铣工况为研究对象，对其在典型工况下进行相对激振动态试验，获得反映其动态特性的试验数据，辨识出该铣床的模态模型，在动力分析的基础上，找出了影响该铣床铣削加工能力和加工精度的薄弱模态及主振部件，并结合主振部件的结构特征，制定了结构动力修改方案及措施，结构改进后，该铣床的切削加工能力和加工精度得到了较大幅度的提高。     

基于响应面法的机床螺栓结合部刚度辨识与动力学建模

为了研究结合部刚度参数间的耦合关系对机床结合部动态性能的影响,基于响应面函数的选型建立了广义模态固有频率与结合部动刚度耦合和非耦合的函数模型。响应面函数辨识法以结合部模态固有频率这一关键动力学性能为指标,研究了结合部动态特性与结合部刚度参数的数学关系。基于结合部单、双对节点有限元建模方式,结合中心复合实验设计方案和响应面方法理论,分别对两种建模方式建立响应面函数辨识模型。以响应函数模型的响应值与实验测得值的最小二乘法为优化目标,结合非线性规划与遗传算法实现结合部刚度参数的辨识。其中通过响应面函数二次多项式的选型显现多对节点间的刚度耦合关系,揭示了参数间的耦合关系对结合部动力学的影响。为验证此理论和方法的可靠性,以一螺栓结合部为研究对象,制定有限元动力学仿真分析的实验设计方案和采集了刚度组合点,并计算每一组采样点的前11阶模态固有频率。以有限元分析的数据为基础,建立反映螺栓结合部刚度间耦合关系的2次多项式响应面函数,并通过计算响应面模型质量评价指标验证了该模型的有效性。对比分析多刚度耦合、不耦合和单刚度的有限元模型预测精度,结果显示,多刚度耦合的有限元模型在固有频率、振型方面均具有较好预测效果,前11阶模态固有频率平均误差仅为1.6%,论证了考虑刚度间耦合关系的必要性和方法的可行性。