滚动导轨结合面动态刚度的试验研究

直线滚动导轨是现代数控机床常用的功能部件,其结合面动态特性参数对数控机床的整机性能有非常重要的影响.在自主开发的滚动导轨结合面动态特性参数测试系统上,对各种类型的滚动导轨进行了参数识别实验,得到了滚动结合面的动态刚度,并分析了滚动体预压等级及类型,载荷,滑块长度等各种因素对动刚度的影响规律,为机床数字化设计制造提供了依据.试验结果表明:改变滚动体的类型及预压等级,增加滑块长度,提高载荷等措施都可以改善滚动结合面的动刚度.     

润滑状态下导轨结合面法向动态接触刚度实验研究

建立了圆柱微凸体的接触模型,该模型在微观层面上以圆柱形微凸体的接触代替两平面的接触,更加符合磨削加工的实际表面。在动态信号测试系统中,测试了直线滑动导轨结合面的动态特性参数,准确获得了法向接触动态刚度,并分析了载荷、速度、有无润滑对动态刚度的影响规律。实验结果表明：增加润滑油膜、降低滑动速度、增大载荷都可以增大导轨结合面的法向动态接触刚度。     

滑动结合面动态特性测试系统设计

以机床矩形滑动导轨为背景,基于单位面积垫块的结合面基础特性数据识别方法以及等效单自由度系统理论,设计了一套用于测试滑动状态结合面动态特性参数的机械装置和数据采集分析系统。运用Labview软件结合等效单自由度系统理论以及振动测试工具对机械装置进行扫频振动测试以获得结合面的单位面积刚度和阻尼。实验装置能够调节运动速度、结合面压力和接触材料以及润滑条件,测试滑动结合面在不同情况下的动态特性参数,获得完整的滑动结合面力学特性数据,为建立完整、实用的结合面特征参数库打下良好基础。     

再制造机床滑动导轨结合面的刚度分析

基于分形理论,以数字化机床再制造中的改造导轨为研究对象;通过分形理论建立结合面法向接触刚度分形模型,对贴塑导轨进行分析,求得其法向刚度;并进行了数字仿真,仿真结果与文献实验研究结果相一致,从而为今后的机械动态性能分析奠定了一定的基础.     

机床导轨滑块结合面参数识别研究

在模态分析的基础上应用弹簧-阻尼单元建立机床导轨滑块的结合面动力学有限元模型,经过优化计算来识别机床导轨滑块结合面参数。结果表明:优化计算方法识别参数结果与简化单自由度方法所得的测试结合面参数相近,该方法又是识别机床导轨滑块结合面参数一种有效方法。     

导轨安装结合面接触电阻测量研究及应用

基于简化的导轨安装结合面的接触模型,得到结合面接触电阻与接触面积关系式。设计立柱上的导轨安装结合面接触电阻测量实验,通过电阻值判断结合面各位置的接触状态。基于结合面接触刚度与接触面积的关系,通过锤击法实验获得立柱上导轨安装结合面各处的固有频率,证明设计的测量接触电阻方法能切实地用于判断导轨安装结合面的接触状态。基于设计的接触电阻测量方法,对不同加工方法加工的导轨安装面进行加工质量比较。     

基于模态试验的导轨滑块结合面分析与有限元仿真

导轨结合面是机床结合面的重要组成部分,机床的整机动态特性分析在很大程度上取决于如何正确处理机床导轨的结合面.文中运用三维建模软件SolidWorks和有限元分析软件ANSYS Workbench 12建立模型,采用弹簧-阻尼模型简化处理结合面,并对导轨滑块系统进行有限元仿真和模态试验,得到滑块的固有频率和模态振型,对比两种结果是否一致,从而验证了导轨结合面处理模型的正确性,并对导轨滑块结构提出了改进建议.     

数控机床滚动导轨结合面参数的特性分析

机床导轨结合面是影响机床特性的关键因素,在机床整机的建模分析中是必须要考虑的部分。根据滚动导轨结合面的模态试验结果和有限元分析结果,对导轨结合面的参数进行优化识别,得到导轨结合面的动刚度和阻尼,为机床整机建模分析提供了重要的依据。     

基于分形理论的结合面刚度建模研究

机械零部件中的结合面刚度影响整体结构的动态特性,刚度模型是否准确是影响整体结构动力学模型的关键因素之一。将结合面假设为刚性光滑平面与粗糙平面之间的接触,基于Weierstrass-Mandelbrot函数建立结合面三维实体模型,并进行有限元静力学分析,获得外加载荷与结合面变形之间的函数表达式,利用微分关系建立结合面法向与切向刚度与外加载荷呈现K=m Pn的指数关系。通过对已有研究成果对比,验证了所建刚度模型的正确性,并获得重要结论:结合面法向刚度和切向刚度有着相同的变化趋势,即随着法向载荷的增大,法向与切向刚度随之增大;系数m随着分形维数D的增加而递增,而系数n却随之减小。     

数控机床滚动导轨结合面接触静刚度分析

以数控机床滚动导轨为研究对象,利用接触力学及弹性力学中的接触理论,分析计算滚动导轨结合面的接触刚度,建立了结合面的接触刚度的求解公式,得到接触刚度的理论模型。基于有限元分析软件,对结合面建立有限元模型,然后,对滚动导轨结合面进行加载求解,得到应力云图,通过excel拟合相应载荷与变形量的关系曲线,把得到处理后的结果与理论计算结果相对比,验证了此有限元分析方法可行。为进一步研究滚动导轨结合面的接触刚度奠定基础。     

机床滚珠导轨中圆柱面-球面结合面静特性分析及试验研究

机床特性主要依赖于零部件刚度及结合部刚度组成的系统刚度特性,滚珠导轨结合部刚度是系统刚度的主要组成部分。滚珠导轨副由若干个滑块和轨道组成的滚珠导轨单元结合部构成,一个滚珠导轨单元结合部包括多列、多个圆柱面-球面结合面。基于单位面积结合面基础特性参数,提出一种直线滚珠导轨圆柱面-球面结合面静特性解析方法,并通过实例计算与加载试验验证比较,证明本文方法的正确性,为圆柱面-球面结合面的设计分析提供支持。     

基于面积的结合面切向动刚度特性研究

在大量试验的基础上,通过研究不同面积结合面的切向动刚度特性,表明了在相同的平均接触压力下,结合面的面积不同,其单位面积切向动刚度是不同的,并指出了运用"吉村允孝法"计算结合面切向动刚度存在的不足;同时研究了载荷对结合面切向动刚度的影响,得到了切向动刚度与载荷的解析关系,为解决不同面积结合面动态特性参数的计算奠定基础.     

机械结合面法向动态接触刚度理论模型与试验研究

机械结合面经常可能在动态条件下工作,使得结合面的接触状态偏离静态工作状态,导致接触刚度发生改变。为了揭示动态接触刚度的变化规律,考虑两个粗糙结合表面上单个微凸体由弹性变形向弹塑性变形以至最终向完全塑性变形转化的接触过程,建立一个振动周期内各变形阶段微凸体的平均接触刚度模型;在此基础上,基于高斯分布假设,建立整个粗糙结合表面的动态接触刚度解析模型。该模型揭示了接触面压、振动频率和相对位移振幅对动态接触刚度的影响规律,并与试验结果和静态接触刚度计算结果进行了比较。研究表明:法向动态接触刚度和静态接触刚度与接触面压之间的关系基本一致,但有一定偏离。这种偏离程度随动态位移幅值和振动频率的增加而分别呈线性和非线性增大。     

拉杆转子轮盘结合面切向接触刚度试验研究

运用分形接触理论,分析得到了轮盘结合面切向刚度模型,通过轮盘表面材料性能参数、拉杆转子法向载荷、切向载荷及轮盘表面的分形参数来得到轮盘结合面的切向接触刚度,对其变化规律进行数值仿真,并通过试验进行验证.研究结果表明:在定性理论模型上,分形接触理论是正确的,但分形理论有其适用范围,适用于粗糙度较小、拉杆转子法向载荷较大的...     

沟槽型表面织构对结合面刚度的影响

刚度是表征结合面动态特性的重要指标,论文研究了表面织构技术对球-块接触的结合面刚度的影响。论文在块表面加工矩形沟槽,通过改变矩形沟槽的宽度和深度来研究织构几何尺寸的改变对刚度带来的影响。论文采用理论分析和仿真分析相结合的方法,基于赫兹理论得到了刚度和几何尺寸之间的关系,并利用ANSYS进行建模仿真分析,结果表明表面织构技术可以有效地提高结合面接触刚度,不同的织构几何尺寸对结合面接触刚度的提高具有重要影响。     

基于有限元的机床导轨结合面参数的特性分析

机床导轨的结合面是影响机床静、动态特性的关键因素.根据直线滚动导轨结合面的静、动刚度和阻尼等的实验结果,基于ANSYS软件进行有限元分析,得到的结果接近于机床的实际情况,为机床的动态设计提供一种有效方法.     

机床导轨结合面动刚度参数修正优化

目前,有限元方法已经广泛应用于机床分析及优化设计之中,有限元模型的准确性会对静动态分析产生巨大的影响,模态试验测试方法可以用于检验并修正模型。以某数控雕铣机为分析对象,将模态试验与有限元计算相结合,基于模态试验的动态参数测试结果,利用ANSYS Workbench有限元分析软件进行多目标优化设计,修正导轨结合面刚度参数,使矫正后的有限元模型更为准确地描述机床的动态特性。     

数控机床结合面动、静态特性实验系统的设计

结合面的动静态特性是机床整机动态优化中的关键技术,通过建立结合面实验的数学模型,开发了一套实验装置,并进行了实验,最终得到了结合面的实验数据.为机床整机的动静态优化设计提供了理论基础.     

矩形滑动导轨与直线导轨的比较

机床采用矩形滑动导轨还是直线导轨——有人说这是新老学派之争,或者严格讲这是用户喜好问题。不管怎样,机床和支承件制造业中多数人赞同用途是决定性因素。     

基于响应面法的滑动结合面动态特性参数优化识别

针对机床滑动结合面动态特性参数识别困难和现有方法模型复杂、计算量大等问题,提出了基于实验模态分析和响应面法的动态特性参数优化识别方法。通过试验设计获取样本点构造滑动结合面的多项式响应面模型,以响应面的计算结果与实验模态分析结果的相对误差构造目标函数,采用自适应模拟退火算法优化求解,从而识别出滑动结合面的动态特性参数。以机床动态特性分析实验台上立柱导轨与滑座间的滑动结合面为实例进行了建模、实验、参数识别等分析。结果表明,采用所提出的方法可实现较高的识别精度,可显著提高识别效率。