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机床结合面阻尼系数识别研究

韩会斌  
【摘要】: 本文提出了一种新的基于试验模态分析、有限元分析及优化设计者三种方法 的结合面特性参数识别方法。该方法可适用于任何可以简化成弹簧、阻尼元件的 系统中。提出了结合面处的动力学模型,根据这个动力学模型,以理论得到的位 移值与试验得到的位移值误差和最小为目标构造了优化数学模型,根据这个数学 模型编制了程序,可识别固定结合面上的阻尼系数。 本课题研究中使用的试验模型是机床试验模型样件,它由一大一小两个立柱 和一个床身组成。大小立柱各通过均布的十个螺栓与床身连接起来。连接处的结 合面特征是:刮研、接触斑点为24×24/cm~2;结合面介质:干表面(丙酮清洗); 结合面粗糙度:▽3.2。模型样件使用的材料为钢,各零件都是由焊接而成的。通 过对机床试验模型样件所作的激振试验及模态分析,分别采用了脉冲激振、稳态 正弦扫描、正弦激励方法。获得了试验模型的固有频率、振型数据和各测点的位 移值。 对实验模型进行有限元建模分析,得到了理论振型、固有频率和与测点相对 应的有限元节点的位移值,在参考北京工业大学林耀民的论文中识别出了刚度。 然后以理论得到的位移值与试验得到的位移值误差和最小为目标编制的程序作阻 尼参数识别。最终的结果是令人满意的。 在课题进行中考虑到了材料阻尼对位移值的影响,如果不考虑材料阻尼的影 响,理论位移值与实验值的有些频率误差相对比较大,在发现这一问题后,就在 模型中加入了材料阻尼,从而获得了较好的效果。


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