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基于模态试验的机床结合部动刚度参数识别*

2019-08-06肖雄亮杨闪闪方月娥

组合机床与自动化加工技术 2019年7期
关键词:模态有限元实验

肖雄亮,杨闪闪, 方月娥

(1.湖南信息学院 电子信息学院,长沙 410151;2.四川大学 空天科学与工程学院,成都 610065;3.水利水电职业技术学院 电力工程系,长沙 410131)

0 引言

机床整机结构通常由不同的子结构以及连接各子结构的结合部组成。由于结合部间的动态参数是影响整机动态特性的主要因素之一,有研究表明:机床中结合部的接触刚度约占机床总刚度的60%~80%[1-2],结合部的接触阻尼占机床全部阻尼的90%以上,结合部引起的变形量约占机床总变形量的40%~60%[3]。所以准确辨识结合部动态参数是整机动态性能分析与优化的前提。

国内外的学者针对结合部提出了很多辨识方法。这些方法中最常见的有两类,分别为:①将结合部接触特性等效为弹簧阻尼单元的子结构综合法[7-10]。此法的辨识精度受实验设备数据采集精度的影响比较大。②将模态试验中获取的模态固频作为优化目标,将结合部刚度参数作为设计变量,通过迭代寻优的方法实现结合部参数的辨识。此法的辨识结果为一等效动刚度,无法得知动刚度与激振力频率间的关系。

本文在第一类辨识方法的基础上,构建了避免难测点的完备频响函数辨识公式。辨识过程中,将传递矩阵中难测点的频响函数作为中间变量进行消除,避免了因引入有误差的频响函数而造成的辨识结果不准确;构建了包含辨识关系的矛盾方程,并通过广义逆矩阵对动刚度信息进行了等效处理。

1 动力学理论建模

整机是由许多部件组成,部件与部件间的联结部位则称为结合部。……

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