用时序分析法进行振动结构参数识别——实验部分

本文应用时间序列分析方法对一个转子—轴承—基础框架系统模型的无阻尼固有频率和阻尼比进行识别,用伪随机信号对上述模型进行激振,在 PS—600数据处理系统上进行处理,用 FORTRAN—PS600语言编制了计算程序,用频率分段处理的方法得到振动系统的特征值,其结果与传统的正弦激振和曲线拟名的结果作了比较,两者吻合。为了进一步模拟工程实际情况,撤去激振系统,将轴运转,在稳态下记录框架和轴承座响应,同样用本方法进行参数识别,并将结果与锤击法及上述方法所得结果作比较,证实了本方法能成功地“在线”识别振动系统在运行工况下的真实动力特性,并体现了本方法的可靠性和优越性。     

机床参数的统计分析法

本文介绍了用统计方法从国内外同类型机床资料中分析参数的平均先进水平的方法。并对数控车床最高转速和主电机功率参数的分析作了具体的回归分析。设计与研究     

结构动力学参数识别技术

一.综述结构动力学的两大重要问题:一是动力响应,二是动力稳定性,已经研究了许多年,并且积累了很丰富的经验,形成了比较成熟的分析与计算方法,它们是在已知结构动力学的数学模型和外力函数的基础上求动力响应和稳定性,我们称它为动力学的“正”问题,随着电子计算技术的发展,求解这类“正”问题的精确度越来越高,特别是“有限元方法”在结构     

机床床身结构综合优化设计技术

针对目前常用的内部布置加筋板的箱型床身结构,提出一种同时考虑床身结构的动静态刚度和经济性的综合优化技术。由于床身结构的动静态刚度和质量与支撑垫铁的位置、内部加强筋板布局以及各构件的厚度尺寸有关,提出的综合优化设计技术包括以下3个层次:首先以结构的最大静动态刚度最优为设计目标,对床身结构的垫铁位置进行优化;其次在多工况情况下,以结构的最大静态刚度最优为设计目标,对床身结构的内部加筋板布局进行优化;最后以结构质量最小,以结构的动静态刚度为约束条件,对构件的尺寸进行优化。优化结构表明,采用提出的设计方法,在床身结构质量减小24.48%的情况下,结构的一阶固有频率提高7.83%,结构的导轨静变形有所变差,中间段偏离零线0.5μm左右,但并不影响加工精度,可通过预修正来抵消变形,说明了提出的设计方法的有效性。     

机床模态参数识别的探讨

本文用时间序列分析的方法，在机床连续切削和非连续平稳切削状态下识别机床的固有频率。实验结果表明，时序分析法具有方便、快速，以及识别精度较高的优点。     

基于有限元法的螺栓连接结构模态参数识别

通过有限元预紧力单元模拟螺栓预紧力的方法计算量较大,不太适合大型螺栓连接结构的工程计算。基于有限元软件MSC./Patran,将螺栓连接结构视为层单元,应用层单元法和多点约束技术对典型的L形螺栓连接结构建立了有限元模型,并完成了模态分析,将模态计算结果与完全刚性连接的一体化简化模型的模态分析结果及实际结构的模态实验结果进行了比较。研究表明,该方法的计算结果与实验结果较一致,且计算量小,为有预紧力作用下螺栓连接结构的有限元计算提供了准确可靠的计算方法。     

机床典型结合部参数优化识别

机床是结构相对较为复杂的工作母机,由许多零部件组装而成,存在着多个"结合部"。据有关文献报道,零件结合面之间刚度和阻尼在很大程度上影响到机床结构总刚度和总阻尼。因此在对机床进行整机动态特性分析研究时,必须考虑结合部问题。目前关于机床零部件之间结合面参数的获取方法各不相同,但对于这种属于"非线性问题"的方法还在不断的探索和完善中,文中提出了一种新的理论解析分析与试验研究相结合的方法,有限地获取了机床结合部的参数,并将该方法用于实际机床的开发设计中,开发的机床已投入实际使用,经动态模拟分析机床整机具有良好的动态特性。     

时序分析在机床上的应用技术讲座 第五讲模态参数识别及其应用

采用模态分析技术识别机床结构模态参数是研究机床动态特性的一个很重要的手段。这种技术分时域识别法和频域识别法两类。采用ARMA模型进行识别属于前者(这是本讲伪内容);采用ARMA谱进行识别(常称为谱分析)属于后者(将在第六讲中介绍)。时域识别法中,可根据系统的随机响应信号进行识别,也可根据系统的自由响应信号进行识别,本讲将介绍这两种方法,并给出应用实例。 我们知道,一个p自由度的振动系统对应于一个2p阶的微分方程,系统的模态参数有:模态固有频率。。;、模态阻尼率5;、相角6;和振幅人,下标6表示第《阶模态的相应参数,《一互,2,…     

机床夹具用碟形弹簧参数选择和计算

一、概述 碟形弹簧(图1,以下简称碟簧)的弹簧力和变形呈非线性关系,它可以根据要求成组使用,制造和检修方便,所以广泛应用在机械产品、机床夹具上。 机床夹具上碟簧的应用可归纳为三类[3]: 1)、碟簧直接夹紧工件 碟簧受压缩后,内孔缩小,外缘胀大,可实现工件内表面、外表面和顶部夹紧,具体结构见图2。 国外机床夹具上普遍采用带槽的碟簧,尺寸相同时,带槽碟簧刚度比普通碟簧要小得多,另外,它能保证较恒定的压紧力。作者认为,只要选择合适的h0/δ值(弹簧的主要参数之一),不开槽的碟簧同样可以保证较恒定的压力,而且普通碟簧的制造要比带槽碟簧…     

由冲击响应求解振动特性的方法及在机床上的应用

本文对由冲击响应求得的频响函数提出了三种曲线拟合,求解模态参数的方法即,误差最小二乘法,三点对比法和裾部影响消除法。这些方法和以前应用的方法比较,能够对多数自由度（40～50）系统的频响函数进行曲线拟合;求解出的固有频率和上正弦激振法求得的结果是一致的。第三种方法可以大大缩短计算时间。     

数控机床结构有限元分析方法

用有限元分析软件对数控机床进行分析时,能否获得较高精度的分析结果是关键问题。传统的结构分析注重研究某个单独的机械部件,缺乏考虑在实际工况下,切削力、重力等外部载荷作用在机床各部件之间的作用力和约束的相互关系对结果精度和可靠性的影响。在分析一立式数控镗铣床各部件之间装配关系的基础上,在结构相应位置上设置接触及节点坐标耦合,将实际工况下机床各部件间的关系转化到有限元模型上,使有限元分析结果更加贴近实际工况,通过对比有限元法和现场实验所得结果,验证基于分析各部件间的装配关系的机床结构分析过程是可行和可靠的。     

基于有限元法的数控机床主轴部件动态分析

采用多点约束方法模拟数控机床主轴部件中的轴承弹性支撑,建立主轴部件的有限元模型,正确反映主轴部件的装配关系.在有限元模型的基础上,根据实验得到的模态参数,选用振型叠加法求得主轴部件的瞬态响应,得到位移响应云纹图和曲线图,为结构改进指出方向.文中通过对机床主轴部件进行瞬态响应分析,得到其动态特性,为进一步提高其精度和转速提供理论依据.     

MODELING TOOL STRESSES AND TEMPERATURE EVALUATION IN TURNING USING FINITE ELEMENT METHOD

ABSTRACT

The proposed approach to model stresses in cutting tools leading to evaluation of tool temperature distribution, and to eventually model the combined thermo-elastic stress state, is primarily intended for the development of efficient cutting tools rather than process control. The highlights of the approach are the semianalytical modeling of the tool-chip and tool-work contract stresses and friction, incorporation of the role of the secondary shear effects (albeit empirical) and the use of finite element method (FEM)-based estimation of the elastic (2-D) stress field. The contact stress information is used subsequently to model the temperature distribution in the tool. This approach was successfully evaluated in the case of single point turning tools using results from the experimentally measured temperature field in the tool based on the Binder Phase Transformation (BPT) technique. The temperature distribution in the tool for both dry and wet conditions as predicted by the FEM approach agreed quite well, in general, with experimentally obtained isotherms. Deviations in the observed results in the vicinity of the flank region appears to be related to the simplifications used in modeling the contact stresses therein.     

MODELING TOOL STRESSES AND TEMPERATURE EVALUATION IN TURNING USING FINITE ELEMENT METHOD

The proposed approach to model stresses in cutting tools leading to evaluation of tool temperature distribution, and to eventually model the combined thermo-elastic stress state, is primarily intended for the development of efficient cutting tools rather than process control. The highlights of the approach are the semianalytical modeling of the tool-chip and tool-work contract stresses and friction, incorporation of the role of the secondary shear effects (albeit empirical) and the use of finite element method (FEM)-based estimation of the elastic (2-D) stress field. The contact stress information is used subsequently to model the temperature distribution in the tool. This approach was successfully evaluated in the case of single point turning tools using results from the experimentally measured temperature field in the tool based on the Binder Phase Transformation (BPT) technique. The temperature distribution in the tool for both dry and wet conditions as predicted by the FEM approach agreed quite well, in general, with experimentally obtained isotherms. Deviations in the observed results in the vicinity of the flank region appears to be related to the simplifications used in modeling the contact stresses therein.     

用有限元法研究蜗杆副轮齿承载状况

本文将文献[1]提出弹性接触问题的二维有限元混合法推广到三维问题,并用FORTRAN算法语言编制了计算机源程序,将有限元法用于蜗杆副轮齿的强度分析。计算了在P=2000N的外载荷作用下,ψ1＝0°所对应的接触线上产生的接触内力及其分布、蜗杆副的综合刚度分布,以及蜗轮齿面上ψ1＝-40°、0°、50°三条接触线上的刚度分布。计算结果指出,在接触线上载荷的分布呈“U”形。     

FM锻造法的试验与有限元分析研究

本文利用了一种简化8结点单元对FM锻造法做了有限元三维分析。此种简化单元在垂直试件某对称面方向仅取一层,并假定起始垂直该对称面诸边在变形过程中仍保持垂直。计算出之工件尺寸及形状变化与实验测定值十分相符。对FM法与普通拔长的计算结果作了比较后,证明FM法对压实芯部孔隙具有一定的效果。本文还就所用模拟材料对FM法锻造的最佳工艺参数提出了建议。     

用有限元法分析焊接变压器的三维磁场

用三维有限元法分析了焊接变压器的磁场分布和损耗分布 ,计算了其性能参数 ,并与试验结果进行了比较。数值模拟是分析和设计焊接变压器的有效手段 ,可作为进一步焊机优化设计的基础     

用边界元法计算机器辐射的声功率

本文采用边界元法计算机器辐射的声场。理论计算和实验验证说明：该法是一种有效的计算方法。本文用此法编制和程序计算了CPQ 2型叉车油泵齿轮箱在主要峰值频率处的表面辐射声场。     

裂纹转子不平衡响应的有限元分析

首先由应力强度因子积分得到含裂纹轴段单元体的刚度矩阵，继而建立了含裂纹转子系统的运动微分方程。通过数值计算得到含裂纹转子系统的振动特性随裂纹的开闭、随裂纹的位置及深度间的变化关系。选定对裂纹比较敏感、又能反映结构动力特性的不平衡响应轨道（轴心轨迹）作为诊断裂纹的依据，编制了不平衡响应计算和动力分析程序。仿真试验结果表明，本文的裂纹诊断的有限元分析方法是可行的，具有较高的精度。