高速电主轴运行状态下模态识别及高速效应分析

为了研究电主轴在高速运转状态下的模态及不同转速对主轴固有频率的影响,首先应用有限元法进行电主轴的建模和分析,然后采用环境激励方法对某电主轴进行模态分析。通过实验数据比较,发现随着转速升高,离心力效应和轴承软化效应的综合作用降低了轴承径向支撑刚度,引起前三阶固有频率呈下降趋势,其对高阶固有频率的影响与转速有关。可见以主轴转速所引起的振动作为激振力的环境激励法,能够排除环境及虚模态等复杂干扰,从而准确地对高速运转状态下的主轴系统进行模态参数识别。     

高速电主轴的模态分析

通过对电主轴进行较精确的三维动态有限元建模,经ANSYS分析计算,获得了电主轴的模态特性.研究了电主轴的固有频率、振型和临界转速,分析了轴承预紧力对电主轴二阶固有频率的影响,为高速电主轴结构的合理设计和轴承最佳顸紧力的确定提供了必要的理论基础.     

铣削系统动态特性的试验研究及有限元仿真分析

为了抑制铣削强迫振动的发生,研究了由主轴、刀柄和刀具组成的旋转系统的动态特性。以东昱精机CMV-850A型数控加工中心的旋转系统为研究对象,采用锤击法进行模态分析,利用LMS Test.lab软件拟合模态数据,得到该系统的频响函数及固有频率。在ABAQUS软件中进行动力学仿真分析,比较两种方法获得的系统固有频率和动态响应,验证所建立的动力学仿真模型的准确性。研究表明,拟合的频响函数是可信的,建立的有限元模型能准确模拟铣削系统的动态特性。     

刚性转子的试验模态分析

基于模态分析的理论,采用力锤激励的方法,多点激励一点响应对电动机转子进行试验模态分析。通过试验模态测试仪器获得转子的频响函数曲线,经过模态试验软件分析得到试验数据及振型,对其固有频率进行研究,为电动机的整机的减振降噪分析提供可靠的依据。     

基于模态预测及敏度分析的机床动特性设计方法

为了提高机床的动态性能,以机床整机固有频率和频响函数振幅为目标,提出基于机床测试数据、进行试验模态分析及灵敏度计算的机床动态特性设计方法。方法首先提取机床测试数据建立机床结构原型模型,逐步计算机床大件结构和整机的固有频率对刚度、质量的灵敏度,确定结构薄弱环节;继而,对薄弱结构,采用模态预测和灵敏度分析方法设计计算,获取更合理的质量和刚度;之后,将设计分析结果输入LMS_Test.lab软件,借助软件完成对原型结构的模态修改,对修改后结构的动力学特性进行模态预测;最后,进行预测结果模态置信验证,确认模态预测的正确性,完整机床动态特性设计方法体系。将该方法应用于实际机床设计中,对比整机优化前后的频响函数曲线和仿真分析验证均证明,基于模态预测及灵敏度分析的机床动态特性设计方法完成的机床优化设计使得机床固有频率得到提高的同时振幅下降,机床的大件结构及整机的动态性能均有提升。     

基于伪频响函数矩阵法的运行模态分析方法

基于传递率测量的伪频响函数法运行模态分析技术无需白噪声激励假设,具有强"谐波模态抑制"能力,但其模态识别结果依赖待分析伪频响函数的选取、稳定性欠佳。为解决该问题,建立了基于伪频响函数矩阵法的运行模态分析方法。该方法首先构造多参考测点、多参考工况的伪频响函数矩阵,然后基于伪频响函数矩阵采用最小二乘复频域法求解模态频率和阻尼比、基于传递率函数矩阵求解模态振型,最后通过建立相应的稳态图并结合以多参考测点平均的传递率函数矩阵第2阶奇异值的倒数为基础的模态指示函数来确定模态阶数与最终的模态结果。5自由度质量-弹簧-阻尼系统仿真结果及自由梁的运行模态试验结果均表明,提出方法既继承了基于伪频响函数法的运行模态分析方法的强"谐波模态抑制"能力,亦能有效解决伪频响函数法识别结果稳定性欠佳的问题、一定程度上提高模态识别精度,且更利于自动化。     

电动车动力总成模态试验与仿真分析

以电动车动力总成为对象,进行模态锤击试验,利用最小二乘复频域法(PolyMAX),得到了动力总成壳体的各阶模态参数,并根据频响函数综合准则验证模态参数的准确性;利用hypermesh建立动力总成的有限元模型,仿真得出其固有频率和振型;通过对比仿真与试验结果,发现实验与仿真得到的模态参数能较好地吻合,说明了模态参数以及有限元模型的正确性,为后续的动力学研究提供了依据。     

基于有限元方法的电主轴模态分析

电主轴的动态特性直接影响到机床的精度进而影响到零件的精度。利用MSC.Patran/Nastran对某型电主轴进行有限元模态分析,获得了电主轴的固有频率和振型,为电主轴的响应分析提供了重要的模态参数,同时也为结构的改进设计提供了理论依据。     

基于正交多项式和稳定图的密集模态参数辩识

由于正交多项式算法在频响函数模态参数拟合时,模态数目和多项式分子阶次较难确定,无法对拟合过程进行干涉。在原有算法的基础上,通过结合稳定图和模态指示函数,确定了频响函数的模态数目和极点（阻尼及固有频率）;在已知极点的基础上,由线性最小二乘方法对留数进行估计。此外,该方法被扩展到频响函数的整体拟合。通过将该方法应用于模态耦合严重的频响函数模态参数估计,并与原有正交多项式算法及商业化软件M E’scopeVES进行对比,表明该算法在避免虚假模态或发生模态遗漏现象的同时,拟合结果准确、稳定,抗干扰能力强。     

陶瓷球轴承电主轴的模态分析及其振动响应试验

目的 通过对某异型石材数控加工中心雕铣用陶瓷球轴承电主轴的动态特性的研究,验证电主轴结构设计的合理性.方法 直接在ANSYS中建立陶瓷球轴承-主轴系统三维有限元模型,采用Subspace模态提取法对其进行模态分析,计算主轴前6阶固有频率、振型和临界转速,并利用DZ-2振动测量仪对该主轴进行振动响应试验.结果,无论是ANSYS的模态分析法得出的固有频率还是振动响应试验得出的极限频率,主轴的最高工作转速都低于其一阶临界转速,能有效避开共振区.结论 对比振动响应试验结果与ANSYS仿真结果,该有限元分析模型的建立过程所做的简化处理是正确的,主轴的结构设计也是合理的.