本文關(guān)鍵詞：電主軸有限元模型熱學(xué)參數(shù)辨識(shí)研究

  更多相關(guān)文章： 電主軸 參數(shù)辨識(shí) 最小二乘支持向量回歸 遺傳算法

【摘要】：電主軸是一種復(fù)雜的精密力-熱耦合系統(tǒng),加工過程中主軸系統(tǒng)溫升導(dǎo)致的熱變形會(huì)顯著影響機(jī)床的加工精度。由于電主軸結(jié)構(gòu)復(fù)雜,內(nèi)部不同位置處冷卻介質(zhì)的物理性質(zhì)、傳熱表面的形狀、傳熱表面與冷卻介質(zhì)之間的溫差,以及冷卻介質(zhì)的流速等多種因素不易標(biāo)定,導(dǎo)致?lián)Q熱邊界條件不易確定。在以往電主軸熱特性數(shù)值分析計(jì)算中,大多依靠經(jīng)驗(yàn)公式或與試驗(yàn)測(cè)試相結(jié)合的方法,但到目前為止,換熱邊界條件的確定仍然是電主軸設(shè)計(jì)和性能預(yù)測(cè)的瓶頸。電主軸系統(tǒng)作為決定機(jī)床熱穩(wěn)定性最為重要的環(huán)節(jié)之一,其熱特性分析方法一直是機(jī)床研究中的熱點(diǎn)和難點(diǎn)。針對(duì)電主軸數(shù)學(xué)模型邊界條件不易確定這一難題,本文基于均勻設(shè)計(jì)理論和回歸算法,提出一種推定有限元模型熱學(xué)邊界條件的方法,該方法在少量試驗(yàn)數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上,應(yīng)用最小二乘支持向量回歸對(duì)仿真參數(shù)和對(duì)應(yīng)結(jié)果樣本進(jìn)行辨識(shí),建立熱學(xué)參數(shù)與熱誤差的回歸模型,再利用遺傳算法尋找出最優(yōu)熱學(xué)參數(shù)。最后,結(jié)合HMC-80電主軸進(jìn)行實(shí)驗(yàn)應(yīng)用,驗(yàn)證所提方法的有效性。首先,詳細(xì)分析電主軸的力-熱耦合特性,提出電主軸力-熱耦合概念框架模型,并在此基礎(chǔ)上構(gòu)建電主軸力-熱耦合有限元模型。其次,依照電主軸力-熱耦合有限元模型中熱仿真模型和力仿真模型,詳細(xì)論述并計(jì)算兩種模型中的熱學(xué)及力學(xué)仿真邊界條件。第三,基于均勻設(shè)計(jì)理論和智能算法,應(yīng)用最小二乘支持向量回歸進(jìn)行熱學(xué)參數(shù)與熱誤差回歸模型的建立,利用遺傳算法尋找出最優(yōu)熱學(xué)參數(shù)。最后,將電主軸物理樣機(jī)主軸熱變形測(cè)試數(shù)據(jù)與熱學(xué)參數(shù)辨識(shí)后仿真數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比,驗(yàn)證了熱學(xué)參數(shù)辨識(shí)方法的有效性。
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG502.3

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本文編號(hào)：1160214