本文關(guān)鍵詞：基于LMS.Test.Lab的DK7735機(jī)床動態(tài)特性分析及優(yōu)化

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【摘要】：線切割機(jī)床對于加工高硬度金屬材料有著獨特的優(yōu)勢,在機(jī)械加工中有不可替代的作用。但是快走絲線切割機(jī)床在加工能力、自動化程度、節(jié)能環(huán)保等方面還有很大的提升空間�？熳呓z線切割機(jī)床總體結(jié)構(gòu)比較簡單。論文從機(jī)床動力學(xué)特性角度對典型的DK7735型快走絲線切割機(jī)床進(jìn)行了模態(tài)試驗、模態(tài)分析以及優(yōu)化設(shè)計工作。如果能提高DK7735型機(jī)床的動態(tài)特性,對于改善機(jī)床的加工性能和提高機(jī)床壽命是很有幫助的。論文所做的主要工作有以下幾個方面：(1)對DK7735機(jī)床進(jìn)行錘擊模態(tài)試驗,測量其動態(tài)特性參數(shù)及其絲架上臂、下臂端面位置的功率譜密度。首先使用LMS Test Lab對DK7735型機(jī)床的絲架部件進(jìn)行五組錘擊試驗,每組試驗中絲架的上、下臂跨距不同,由此得到絲架部件比較全面的模態(tài)參數(shù)。其次使用LMS Test Lab測量了機(jī)床運行時的上、下臂工作區(qū)域,得到兩個導(dǎo)輪位置的功率譜密度,該數(shù)據(jù)用作隨機(jī)振動分析時的輸入載荷。(2)利用Creo2.0和Ansys Workbench完成DK7735型機(jī)床的絲架部件建模及其相關(guān)的有限元分析,并把分析結(jié)果和試驗結(jié)果進(jìn)行比較驗證。首先利用主流的Creo2.0完成絲架的建模,進(jìn)行必要的模型簡化工作,繼而使用Ansys Workbench分別對絲架的主要零部件和絲架整體進(jìn)行有預(yù)應(yīng)力的模態(tài)分析。把模態(tài)分析結(jié)果與模態(tài)試驗結(jié)果進(jìn)行互相比較驗證。既可以用模態(tài)試驗結(jié)果驗證模態(tài)分析方法的準(zhǔn)確性,又可以利用模態(tài)分析方法反映模態(tài)試驗結(jié)果的可靠性。最后建立兩組電極絲模型,其中一組電極絲模型沒有限幅器,另一組模型安裝限幅器,把模態(tài)試驗測量得到的功率譜密度添加到電極絲模型上進(jìn)行隨機(jī)振動分析,從分析結(jié)果可得：安裝限幅器對電極絲的振動有明顯的抑制作用,并得到電極絲中點的功率譜密度值。(3)從模態(tài)試驗和模態(tài)分析結(jié)果看出絲架整體的動態(tài)特性還有待改善,模態(tài)試驗結(jié)果顯示下臂的阻尼相比上臂和立柱較小,需要在原有設(shè)計的基礎(chǔ)上對下臂進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計。首先以下臂的外形尺寸作為變量,對下臂進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計,降低下臂對振動激勵的響應(yīng)變形。之后對整體絲架模型的下臂和立柱之間的結(jié)合面進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計,把下臂和立柱之間結(jié)合面的動態(tài)特性參數(shù)作為優(yōu)化變量,再次進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計,計算結(jié)合面之間的最佳動態(tài)特性參數(shù)。經(jīng)過優(yōu)化設(shè)計后,絲架下臂的振動響應(yīng)變形顯著減小,整機(jī)的動態(tài)特性得到改善。
【關(guān)鍵詞】：模態(tài)試驗 模態(tài)分析 LMS Test Lab 功率譜密度 隨機(jī)振動分析 優(yōu)化設(shè)計
【學(xué)位授予單位】：西華大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG48
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-14
• 1.1 往復(fù)走絲線切割機(jī)床的研究現(xiàn)狀及研究方向9-12
• 1.2 本課題的背景及其意義12
• 1.3 課題的主要內(nèi)容及過程12-14
• 2、基于LMS.Test.Lab振動測量儀的DK7735型機(jī)床模態(tài)試驗14-28
• 2.1 模態(tài)試驗理論14-18
• 2.1.1 模態(tài)分析的應(yīng)用和方法14
• 2.1.2 模態(tài)分析試驗基本理論及其試驗過程14-18
• 2.2 DK7735型機(jī)床的模態(tài)參數(shù)測量18-25
• 2.2.1 DK7735型機(jī)床模態(tài)試驗18-25
• 2.3 DK7735型機(jī)床工作狀態(tài)的功率譜密度(PSD)的測量25-27
• 2.3.1 功率譜密度(PSD)理論25-26
• 2.3.2 工作狀態(tài)的PSD的測量及整理26-27
• 2.4 小結(jié)27-28
• 3、DK7735型機(jī)床的有限元分析28-50
• 3.1 對DK7735型機(jī)床進(jìn)行動力學(xué)分析28-30
• 3.1.1 有限單元法簡介28-30
• 3.2 針對試驗機(jī)絲架的建模及動態(tài)特性分析30-40
• 3.2.1 DK7735型機(jī)床絲架建模及模型簡化30-31
• 3.2.2 絲架的振動特性分析31-40
• 3.2.2.1 立柱的模態(tài)分析31-33
• 3.2.2.2 下臂的模態(tài)分析33-34
• 3.2.2.3 上臂的模態(tài)分析34-35
• 3.2.2.4 絲架整體模態(tài)分析35-40
• 3.3 電極絲模型的模態(tài)分析和隨機(jī)振動分析40-48
• 3.3.1 ANSYS中的隨機(jī)振動理論介紹41-42
• 3.3.2 建立電極絲以及限幅器模型42-44
• 3.3.3 對兩種模型進(jìn)行有限元分析44-48
• 3.4 小結(jié)48-50
• 4 DK7735型機(jī)床的結(jié)構(gòu)優(yōu)化50-65
• 4.1 結(jié)構(gòu)的振動控制50-51
• 4.2 基于測試結(jié)果的DK7735型機(jī)床結(jié)構(gòu)優(yōu)化51-64
• 4.2.1 下臂的尺寸優(yōu)化52-57
• 4.2.2 絲架結(jié)合面參數(shù)優(yōu)化57-64
• 4.2.2.1 結(jié)合面參數(shù)識別計算57-59
• 4.2.2.2 絲架模型有限元分析59-64
• 4.3 小結(jié)64-65
• 總結(jié)65-67
• 參考文獻(xiàn)67-70
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表論文及科研成果70-71
• 致謝71

【參考文獻(xiàn)】

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 齊景星;DK7725型線切割機(jī)床的靜動態(tài)特性分析及結(jié)構(gòu)優(yōu)化[D];西華大學(xué);2014年

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本文編號：794025