用模态分析技术对机床动态切削性能的研究

基于模态分析理论,用DH5920分析仪系统对K360A数控车床整机进行模态试验分析。用Polymax模态参数识别软件对实测的频响函数数据进行识别处理,得到了该车床的多阶振动模态参数,并采用ANASYS软件对薄弱部件进行有限元模态分析处理,得出以提高车床切削抗振能力为目标的动力学优化设计改进方案。     

车床结构实验模态分析

简要介绍了模态分析的概念和基本原理及车床结构实验模态分析方法。通过对C616-车床和LG1640车床的实验模态分析,对比了它们的模态特性,找出其有害模态及机床结构的主要薄弱环节,为车床的动态优化设计提供了依据。附图5幅,表4个,参考文献2篇。     

车床结构实验模态分析及可靠性

本文是作者在现场对车床结构模态进行较长时间的研究，实测了很多有用的数据，然后利用计算机进行实验模态分析（ＣＡＥＭＡ）和可靠性研究，识别出模态参数，各阶振型和有害模态，为提高车床的内在质量、设计、调试提供了极有用而且可靠的的科学依据。     

车床主轴箱模态分析

床主轴箱的动态特性直接影响到车床的精度进而影响零部件精度.利用COSMOSWorks对普通车床主轴箱模态有限元分析,获得了车床主轴箱的固有频率和振型并针对其薄弱环节提出了改进方案.     

多参考点复频域识别技术在后视镜试验模态中的应用

阐述了多参考点频域识别法理论,对某客车后视镜进行约束试验模态分析,并对后视镜试验模态的测试数据进行了分析处理,采用多自由度时域识别法中的最小二乘复频域法准确识别结构的模态参数,运用LMS Poly MAX法识别出该后视镜的模态参数,利用模态拟合和模态验证,对后视镜的模态参数的准确性进行分析和验证,得到精确的固有频率和振型。     

时延对ITD法模态参数识别精度的影响

ITD(Ibrahim Time Domain)法利用结构自由振动响应,通过3次不同延时的采样,建立特征方程,求解结构的模态参数。延时采样过程中,时延的取值与模态参数识别精度息息相关,因此需要对ITD法的时延展开研究。通过理论分析推导出时延为采样间隔的倍数应小于采样频率为系统最大固有频率的倍数的一半。利用数值仿真及悬臂梁实验验证了该理论,分析了噪声环境下时延变化对模态参数识别的影响规律。结果表明,适当增大时延能提高ITD法的模态参数识别精度,降低噪声模态的影响。     

基于曲率模态的木梁损伤定量识别

为对木结构构件局部缺陷进行 有效检测,结合试验模态分析和有限元模拟方法,对含不同位置、大小和数量孔洞缺陷的木梁 进行研究,计算其第1阶位移模态振型和曲率模态,分析木梁损伤前后的曲率模态变化,探讨 模态分析方法在木材缺陷检测中的适用性。研究结果表明:曲率模态是一个对木梁损伤比较 敏感的参数,可用于对孔洞位置、大小及数量进行定量的估计;通过降低有限元模型局部单 元的弹性模量能够较好地模拟木梁损伤,有限元模态分析和试验模态分析得到的位移模态振 型及曲率模态吻合均较好,验证了模态分析对木梁无损检测是一种有效的方法。     

CK5116数控立式车床整机模态分析

针对某机床厂生产的CK5116数控立式车床在振动过程中存在振动,噪声大等问题,对该机床了进行模态分析。首先采用SolidWorks软件得到整机的三维模型,建立该机床整机结构动力特征方程,通过有限元求解,得到整机的各阶固有频率和振型,同时根据各阶振型变化形态及应力集中区域,分析可能产生的共振频率,结合机床整机振动模态测试试验得到的模态参数,对比试验模态和有限元模态计算结果,除实验条件原因外,在允许的误差范围内,验证了建立的有限元模型是正确的,从而为有效控制机床整机振动噪声等问题的研究提供理论基础,为同类机床结构性能优化分析与实验提供必要的参考。     

运用曲率模态技术的木梁损伤定量识别

为对木结构构件局部缺陷进行有效检测,结合试验模态分析和有限元模拟方法,对含不同位置、大小和数量孔洞缺陷的木梁进行研究,计算其第1阶位移模态振型和曲率模态,分析木梁损伤前后的曲率模态变化,探讨模态分析方法在木材缺陷检测中的适用性.研究结果表明:曲率模态是一个对木梁损伤比较敏感的参数,可用于对孔洞位置、大小及数量进行定量的估计;通过降低有限元模型局部单元的弹性模量能够较好地模拟木梁损伤,有限元模态分析和试验模态分析得到的位移模态振型及曲率模态吻合均较好,验证了模态分析对木梁无损检测是一种有效的方法.     

雷达天线座模态分析与试验研究

以模态分析的相关理论为依据,在ansys环境下建立了某机载雷达天线座理论模态分析模型。通过理论模态分析与试验模态分析两种方法获得了天线座模态信息,并对理论模态与试验模态相结合进行了分析。分析结果表明,基于ansys环境下建立的天线座理论模型是正确的,结合部建模是合理的,模态分析结果是准确的;试验模态分析方法是可行的,且没有遗漏低阶模态信息。此模态分析方法为其它类似结构提供了一定的参考价值;模态分析与试验结果对于天线座的动态性能研究、雷达结构总体设计以及天线座优化设计提供了强力的技术支持。     

基于ANSYS的数控车床床身的动态特性分析

车床床身是生台机床的基础和支架,它的振动影响着零件的加工精度,由于PRO/E强大的建模功能及ANSYS的分析功能,本文在PRO/E中建立模型,在ANSYS中进行模态分析,提取了床身的前五阶模态,并分析床身的因有频率,振型及其动态特性.为设计者在床身的设计中提供理论依据,避免产生大的振型或者发生共振,从而保证整台机床的设计和加工精度.     

VVVF电梯系统试验模态分析

乘坐舒适性是电梯系统的重要技术指标 ,模态分析是研究机械系统动态特性的主要方法之一。本文介绍了试验模态分析理论 ,VVVF电梯试验模态分析系统的组成 ,以及试验结果 ,并对电梯系统的设计和安装提出了改进意见     

数控落地铣镗床滑座的模态分析及优化

车床床身是整台机床的基础和支架,其振动和刚度影响着零件的加工精度。利用SolidWorks建模,并运用ANSYS Workbench进行数控落地铣镗床滑座的前6阶模态分析,得到滑座的固有频率、振型及动态特征;在保证车床静刚度的前提下,提出3种优化方案,对优化前后的模型进行对比分析,找出最优方案,为车床的设计提供新的思路和方法。     

Mass-weighting methods for sensor placement using sensor set expansion techniques

Placement of sensors is one of the most important tasks performed during pretest planning. The purpose of this work was to develop and investigate the use of an iterative Guyan expansion for mass weighting of target modes for sensor placement analogous to the common iterative Guyan reduction technique. The goal was to determine the appropriate mass-weighting approach to use in conjunction with effective independence sensor set expansion. In either sensor set expansion, or reduction, mass weighting requires a reduction of the FEM mass matrix to the current sensor set size Test-Analysis-Model (TAM). A general theory is presented for target mode mass weighting that can accommodate any type of reduction technique. The theory predicts that sensor set expansion using static mass weighting will result in sensor configurations that produce poor static TAMs. In contrast, sensor set expansion using modal mass weighting exactly reproduces the correct mass distribution during the expansion process. The results of a numerical example corroborate the theory. The modal mass sensor set expansion process produced significantly more accurate static TAMs than the static mass expansion. The modal expansion process was not quite as accurate as the iterative static reduction approach, but modal expansion was over 1600 times faster.     

光纤布拉格光栅传感器与基于应变模态理论的结构损伤识别

介绍了光纤布拉格光栅传感器和应变模态理论的基本原理，综述了应变模态理论用于结构损伤识别的研究现状，由于基于应变模态理论的结构损伤识别受到传统应变检测手段的制约，因此，寻求一种高精度应变检测手段已成为应变模态理论用于现场结构损伤识别的前提，根据光纤光栅所具有的高工绝对测量、准分布工数字测量、抗电磁干扰、构造简单、使用方便等诸多优点，提出用具有高精度的光纤光栅应变检测技术代替传统的应变片测量技术，并分析了其可行性。     

USING CROSS—CORRELATION THEORY TO EXTRACT MODAL PARAMETERS IN FREQUENCY—DOMAIN

Conventional modal parameter identifications are usually based on frequency response functions, which require measurements of both the input force and the resulting response. However, in many cases, only response data are available while the actual excitations (such as wind/wave load) are not measurable. Modal parameters estimation must base itself on response-only data. Over the past years, many time-domain modal parameter identification techniques from output-only are proposed. A poly-reference frequency-domain modal identification scheme on response-only is presented. It is based on coupling the cross-correlation theory with conventional frequency-domain modal parameter extraction. An experiment using an airplane model is performed to verify the proposed method.     

考虑高温影响的实心壁板式弹翼模态特性分析

给出考虑温度影响的弹簧模态特性有限元分析的一般理论，采用I－DEAS软件对常温情况和考虑温度情况下某试验弹翼的模态特性进行有限元分析，并进行了常温下弹翼的模态试验。研究表明，温度对弹簧模态特性具有较大影响，其主要表现形式是使其固有频率下降，而振型基本不变。     

Conceptual damage-sensitive features for structural health monitoring: Laboratory and field demonstrations

The use of damage-sensitive features to evaluate structural condition or health is a very critical aspect of structural health monitoring. The purpose of this paper is to investigate the potential of two different damage-sensitive features for detecting damage. Different damage scenarios are simulated on a large-scale laboratory structure and a three-span highway bridge for demonstration. The features presented in this paper are the modal flexibility-based deflection and curvature both of which are obtained directly from dynamic properties. In the literature, flexibility associated with mode shapes and mode shapes curvatures have been mostly explored. In this study, multi-input–multi-output dynamic data are used to obtain modal flexibility, which is a close approximation to the actual flexibility. A main novelty is that the curvature is calculated from the deflected shapes using the modal flexibility as opposed to using modal vectors. In this paper, the theory of the methodology is explained and then experimental studies and results are presented. For the experimental studies, the laboratory specimen and the three-span bridge were gradually damaged. It is shown that both deflection and curvature are conceptual and physically meaningful features for damage detection and localization. The issues and the requirements for these features to perform successfully are also presented.     

基于Hoff夹层板理论计算约束阻尼结构的结构损耗因子

利用Hoff夹层板理论研究约束阻尼结构的固有频率和模态损耗因子的计算问题.计算结果表明,利用Hoff理论计算约束阻尼结构固有频率和模态损耗因子方法具有较高的计算精度,与Ansys计算结果较为接近,可用于约束阻尼结构固有频率和结构损耗因子计算.