本文選題：動(dòng)態(tài)性能 + 模態(tài)分析　； 參考：《大連理工大學(xué)》2016年碩士論文

【摘要】：近年來(lái),我國(guó)汽車(chē)行業(yè)的迅猛發(fā)展,促使了對(duì)汽車(chē)零部件加工制造能力需求的大幅提升。激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)要求制造業(yè)向著高精、高速、高效的方向發(fā)展。機(jī)床作為生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)的“工業(yè)母機(jī)”,在其中起到了舉足輕重的作用。目前,我國(guó)的機(jī)床行業(yè)產(chǎn)品種類(lèi)已十分齊全,但由于關(guān)鍵技術(shù)的缺失、新技術(shù)應(yīng)用相對(duì)滯后等原因,高端產(chǎn)品市場(chǎng)仍被外國(guó)企業(yè)占領(lǐng)。因此,緊抓工業(yè)4.0浪潮,開(kāi)發(fā)出性能優(yōu)良的機(jī)床產(chǎn)品顯得尤為重要。機(jī)床的性能與其動(dòng)態(tài)特性是分不開(kāi)的,將動(dòng)態(tài)特性分析融入新型機(jī)床的開(kāi)發(fā)過(guò)程,取代傳統(tǒng)的靜態(tài)設(shè)計(jì)是機(jī)床設(shè)計(jì)及優(yōu)化的必然趨勢(shì)。本文依托遼寧省科技重大專(zhuān)項(xiàng),針對(duì)某新型精密臥式加工中心的動(dòng)態(tài)特性展開(kāi)研究,以期提高機(jī)床的加工性能。首先在對(duì)模態(tài)測(cè)試原理進(jìn)行介紹的基礎(chǔ)之上,通過(guò)試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析法獲取了加工中心的的固有頻率,模態(tài)振型和阻尼比。然后基于吉村允孝法對(duì)仿真模型的床身立柱結(jié)合面進(jìn)行處理,通過(guò)仿真模態(tài)分析與試驗(yàn)?zāi)B(tài)測(cè)試結(jié)果的對(duì)比,驗(yàn)證了仿真模型的準(zhǔn)確性。接著進(jìn)一步利用該仿真模型進(jìn)行整機(jī)諧響應(yīng)分析,結(jié)合模態(tài)分析與諧響應(yīng)分析結(jié)果,確定了機(jī)床結(jié)構(gòu)的兩處薄弱環(huán)節(jié)：機(jī)床框架結(jié)構(gòu)與地基約束,指出了動(dòng)態(tài)性能的優(yōu)化方向。在機(jī)床優(yōu)化設(shè)計(jì)階段,以提高動(dòng)態(tài)特性為目標(biāo),以參數(shù)化設(shè)計(jì)為手段,應(yīng)用靈敏度分析法與響應(yīng)面優(yōu)化法,求取了框架結(jié)構(gòu)五個(gè)參數(shù)的最優(yōu)組合；應(yīng)用正交試驗(yàn)法,獲取了機(jī)床壓板的最優(yōu)安裝位置,且得到增大壓板與床身結(jié)合面剛度值有利于提高整機(jī)動(dòng)態(tài)性能的結(jié)論。經(jīng)過(guò)整機(jī)綜合優(yōu)化,最終使機(jī)床整機(jī)固有頻率平均提高了34.5%,最高諧響應(yīng)峰值下降25.3%,優(yōu)化結(jié)果可為加工中心的升級(jí)改造提供一定的參考意見(jiàn)。
[Abstract]:In recent years, the rapid development of automobile industry in China has promoted the demand for the processing and manufacturing capacity of automobile parts. The fierce market competition requires the manufacturing industry to develop in the direction of high precision, high speed and high efficiency. Machine tool as the manufacturing link of the "industrial mother machine", in which played a pivotal role. At present, the machine tool industry in China has a complete range of products, but due to the lack of key technology, the application of new technology is lagging behind, the high-end product market is still occupied by foreign enterprises. Therefore, it is particularly important to grasp the trend of industry 4.0 and develop machine tools with excellent performance. The performance of machine tool is inseparable from its dynamic characteristics. It is an inevitable trend of machine tool design and optimization to integrate dynamic characteristic analysis into the development process of new machine tool and replace the traditional static design. In this paper, the dynamic characteristics of a new type of precision horizontal machining center are studied in order to improve the machining performance of machine tools. On the basis of introducing the principle of modal testing, the natural frequency, modal mode and damping ratio of machining center are obtained by means of experimental modal analysis. Then based on the method of Yoshimura Yunxiao, the simulation model is processed, and the accuracy of the simulation model is verified by comparing the simulation modal analysis with the experimental modal test results. Then the simulation model is used to analyze the harmonic response of the whole machine. Combined with the results of modal analysis and harmonic response analysis, two weak links of the machine tool structure are determined: the frame structure of the machine tool and the constraints of the foundation, and the optimization direction of the dynamic performance is pointed out. In the stage of machine tool optimization design, the optimal combination of five parameters of frame structure is obtained by means of sensitivity analysis and response surface optimization with the aim of improving dynamic characteristics and parameterized design, and the orthogonal test method is used. The optimal installation position of the press plate is obtained, and it is concluded that increasing the stiffness of the joint plane between the plate and the bed is conducive to the improvement of the dynamic performance of the whole machine. Through the comprehensive optimization of the whole machine, the natural frequency of the machine tool is increased by 34.5g on average, and the peak value of the highest harmonic response is reduced by 25.3. the optimized result can provide some reference for the upgrading and transformation of the machining center.
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TG659

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本文編號(hào)：1889592