【摘要】：在高速高精度條件下,數(shù)控機(jī)床加工時(shí)的動(dòng)力學(xué)特性將直接影響加工質(zhì)量和效率。機(jī)床在加工時(shí)主要受到周期切削力的激勵(lì),而已有的靜態(tài)和運(yùn)行狀態(tài)下機(jī)床動(dòng)力學(xué)分析方法無法有效應(yīng)對這種情況。針對以上問題,本文對周期切削力的激勵(lì)特性進(jìn)行了分析,提出了周期切削激勵(lì)下的機(jī)床模態(tài)參數(shù)辨識方案和具體方法,實(shí)現(xiàn)了切削加工狀態(tài)下機(jī)床的模態(tài)參數(shù)辨識。本文主要開展了以下工作:首先,對周期切削加工所產(chǎn)生的切削激勵(lì)力進(jìn)行了成分和激勵(lì)特性分析,指出切削力中的周期成分主要引起機(jī)床周期強(qiáng)迫振動(dòng),而切削力中的波動(dòng)成分將對機(jī)床產(chǎn)生隨機(jī)激勵(lì),其引起的機(jī)床結(jié)構(gòu)隨機(jī)振動(dòng)響應(yīng)可用于提取模態(tài)參數(shù);隨后,提出了周期切削激勵(lì)下機(jī)床模態(tài)參數(shù)辨識的具體方案。根據(jù)周期切削激勵(lì)力的激勵(lì)特性,指出切削力中的波動(dòng)成分能近似滿足工作模態(tài)分析的激勵(lì)要求,在去除加工振動(dòng)信號中周期成分的前提下,可以運(yùn)用工作模態(tài)分析方法辨識機(jī)床加工狀態(tài)下的模態(tài)參數(shù);針對加工振動(dòng)信號中存在的嚴(yán)重諧頻干擾,提出了基于倒譜編輯方法的振動(dòng)信號諧頻去除方法,從時(shí)域振動(dòng)信號中直接去除周期成分以消除諧頻影響。同時(shí)介紹并運(yùn)用了多參考最小二乘復(fù)頻域法,從去除諧頻的振動(dòng)信號中提取了模態(tài)參數(shù);最后,在龍門銑床上首先進(jìn)行了靜態(tài)敲擊和穩(wěn)態(tài)切削加工實(shí)驗(yàn),運(yùn)用所提出的去諧頻和參數(shù)辨識方法,獲取了機(jī)床加工狀態(tài)下的模態(tài)參數(shù),并結(jié)合敲擊實(shí)驗(yàn)所獲取的模態(tài)振型,合成了加工狀態(tài)下刀尖點(diǎn)的頻響函數(shù),以進(jìn)行切削穩(wěn)定性預(yù)測。最后通過顫振切削試驗(yàn),驗(yàn)證了所獲取模態(tài)參數(shù)的準(zhǔn)確性。本文所提出的周期切削激勵(lì)下機(jī)床模態(tài)參數(shù)辨識方法具有較好的針對性和可行性,能滿足實(shí)際加工狀態(tài)下機(jī)床動(dòng)力學(xué)分析的需要。
【圖文】：

華 中 科 技 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 文量：0.2grams）。敲擊試驗(yàn)所用力錘型號是 DYTRAN5800B4（靈敏度：2.2mv/N；測量范圍：±2224N；諧振頻率：≥ 75kHz）。為保證能最大限度的準(zhǔn)確采集到主軸頭的振動(dòng)信號，主軸頭 4 個(gè)測點(diǎn)布置了三向加速度傳感器，型號是 PCB356A16（靈敏度：100mv/g；測量范圍：±50g；頻率范圍(±5%)：0.5-5000Hz；諧振頻率：≥25kHz）。分析帶寬設(shè)置為 4096Hz（采樣帶寬 8192Hz），頻率分辨率為 0.25Hz。為了減小試驗(yàn)誤差，每組敲擊 5 次，取平均值作為測量結(jié)果。

軸頭測點(diǎn)頻響函數(shù)穩(wěn)態(tài)圖
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TG659

【參考文獻(xiàn)】

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1 夏遵平;王彤;;基于譜峭度的諧波模態(tài)檢測方法[J];工程力學(xué);2013年12期

2 李懷鵬;岳林;;基于峭度的運(yùn)行模態(tài)分析中諧波的識別方法[J];機(jī)械工程與自動(dòng)化;2010年04期

3 張義民;張守元;李鶴;聞邦椿;;運(yùn)行模態(tài)分析中諧波模態(tài)識別方法研究及應(yīng)用[J];振動(dòng)、測試與診斷;2008年03期

4 沈國際;陶利民;徐永成;;時(shí)域同步平均的相位誤差累積效應(yīng)研究[J];振動(dòng)工程學(xué)報(bào);2007年04期

5 馮之敬,張玉峰,馮平法,蔡復(fù)之;數(shù)控機(jī)床主軸傳動(dòng)間隙與轉(zhuǎn)速波動(dòng)[J];清華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);1993年02期

6 何正嘉;劉雄;屈梁生;;信號時(shí)域平均原理和應(yīng)用[J];信號處理;1986年04期

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1 蔡輝;基于響應(yīng)的機(jī)床切削自激勵(lì)與動(dòng)力學(xué)參數(shù)識別方法研究[D];華中科技大學(xué);2015年

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1 劉全心;數(shù)控機(jī)床加工過程結(jié)構(gòu)運(yùn)行振動(dòng)特性及對表面粗糙度的影響研究[D];華中科技大學(xué);2017年

2 閆睿智;基于切削自激勵(lì)的機(jī)床切削過程阻尼實(shí)驗(yàn)辨識方法研究[D];華中科技大學(xué);2016年

3 夏祥麟;環(huán)境激勵(lì)模態(tài)分析方法的比較[D];中南大學(xué);2013年

4 黃俊斌;面向工作模態(tài)分析的數(shù)控機(jī)床隨機(jī)脈沖切削激勵(lì)方法研究[D];華中科技大學(xué);2012年

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本文編號：2612587