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机床固定结合部动力学建模及影响因素研究

郭显平  
【摘要】: 随着机械加工水平的不断提高,各行各业对机械设备动态性能的要求也越来越高。而结合部动力学特性在整个机械系统的动态分析研究中起着十分重要的作用,并直接决定动态分析结果是否能与实际情况相吻合。因此,结合部动力学建模以及参数识别一直是人们致力于研究的课题。 本文结合目前国内外研究现状,针对结合部的特点,对螺栓联接固定结合部的动态特性进行了分析研究,并基于有限元理论建立了一种新的结合部有限单元模型,该模型较好地解决了结合部的非线性问题,更加准确的反映了结合部的动力学特性。在该模型基础上,提出了相应的参数识别方法,并通过实验对结合部动力学参数进行了识别。 对本文确定结合部动力学参数所用的实验测试系统的误差进行了分析,并运用有限元分析和试验模态分析技术相结合的方法对结合部有限单元模型进行验证。首先,对同一螺栓联接固定结合部分别进行有限元模态分析和试验模态分析;然后,以试验模态分析结果作为基准,对比考虑结合部有限单元模型和弹簧-阻尼器模型的有限元分析结果,采用振型相似比较频率的方法充分证明该模型的有效性与优越性。 最后,本文在结合部有限单元模型的基础上,通过分析不同表面粗糙度和不同结合部初始面压下的结合部动态特性,对结合部动力学参数影响因素进行研究,得到了结合部的动力学特性与规律。


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