高速加工是制造業(yè)發(fā)展的趨勢(shì),隨機(jī)床加工向高切削速度、高進(jìn)給速度和高加工精度發(fā)展,對(duì)數(shù)控機(jī)床動(dòng)態(tài)性能的要求正逐步提高;為研究數(shù)控機(jī)床的動(dòng)態(tài)特性,要對(duì)機(jī)床進(jìn)行動(dòng)力學(xué)建模。機(jī)床結(jié)合部特性是影響機(jī)床動(dòng)態(tài)特性的關(guān)鍵因素,而結(jié)合部建模又是機(jī)床動(dòng)力學(xué)建模的難點(diǎn)。直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副是數(shù)控機(jī)床上典型的可動(dòng)結(jié)合部,對(duì)機(jī)床動(dòng)態(tài)特性影響很大,本文針對(duì)直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副結(jié)合部進(jìn)行了研究。 基于有限元理論,為導(dǎo)軌副結(jié)合部建立了8節(jié)點(diǎn)六面體單元模型。根據(jù)節(jié)點(diǎn)受力與其位移之間的關(guān)系,推導(dǎo)了結(jié)合部單元?jiǎng)偠染仃嚒８鶕?jù)結(jié)合部的對(duì)稱特性,對(duì)結(jié)合部單元?jiǎng)偠染仃囘M(jìn)行了簡(jiǎn)化,得到結(jié)合部單元?jiǎng)偠染仃囋刂泻?5個(gè)獨(dú)立變量的結(jié)論,將這15個(gè)變量作為待識(shí)別的結(jié)合部動(dòng)力學(xué)模型參數(shù)。 用MATLAB軟件為HJG-D-A25×880型直線滾動(dòng)導(dǎo)軌建立了含結(jié)合部單元的動(dòng)力學(xué)模型,以模型的前四階特征值為優(yōu)化目標(biāo),采用優(yōu)化算法對(duì)結(jié)合部參數(shù)進(jìn)行識(shí)別。根據(jù)目標(biāo)函數(shù)的特點(diǎn),優(yōu)化采用了遺傳算法。 利用LMS公司的CADA-X實(shí)驗(yàn)?zāi)B(tài)分析系統(tǒng),對(duì)HJG-D-A25×880型直線滾動(dòng)導(dǎo)軌進(jìn)行了激振實(shí)驗(yàn),通過模態(tài)分析得到其前四階固有頻率及其對(duì)應(yīng)的振型,將前四階固有頻率引入優(yōu)化算法中實(shí)現(xiàn)了對(duì)結(jié)合部參數(shù)的優(yōu)化識(shí)別。利用實(shí)驗(yàn)室在有限元軟件MSC.Patran中開發(fā)的結(jié)合部單元建模模塊,將識(shí)別結(jié)果代入導(dǎo)軌副有限元模型中,對(duì)導(dǎo)軌副進(jìn)行了有限元模態(tài)分析,分析結(jié)果與模態(tài)試驗(yàn)結(jié)果比較吻合,比較的結(jié)果為驗(yàn)證結(jié)合部單元模型及其參數(shù)識(shí)別方法的有效性提供了依據(jù)。
【學(xué)位單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2007
【中圖分類】：TH113
【部分圖文】：

8圖1.1 直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副一般由導(dǎo)軌、滑塊、滾動(dòng)體等組成,如圖1.1所示，它以滑塊和導(dǎo)軌間的鋼球滾動(dòng)來代替直接的滑動(dòng)接觸,當(dāng)鋼球在溝槽內(nèi)滾動(dòng)時(shí),通過反向器和滑塊本身的循環(huán)孔,回到另一端,實(shí)現(xiàn)無限循環(huán)[32]。鋼球由稱為保持器的定位鋼絲或頂板來定位,即使滑塊脫離軌道,鋼球也不容易落下。滾動(dòng)溝槽的形狀,一般可分為單圓弧溝槽、雙圓弧溝槽和類雙圓弧溝槽三種類型，反向器兩端裝有防塵密封端蓋，可有效的防止灰塵、屑末進(jìn)入滑塊內(nèi)部。由于滾動(dòng)導(dǎo)軌具有上述結(jié)構(gòu)，它和滑動(dòng)導(dǎo)軌相比，具有下述卓越的特點(diǎn)和優(yōu)良的使用性能。(1)摩擦阻力小直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副在摩擦特性方面具有突出的優(yōu)點(diǎn)，其摩擦阻力比滑動(dòng)導(dǎo)軌小得多，一般摩擦系數(shù) μ =0.002~0.004，為滑動(dòng)導(dǎo)軌的1/50左右，起動(dòng)摩擦和動(dòng)摩擦接近相等。在速度變化時(shí) μ 值穩(wěn)定

2 含結(jié)合部單元的導(dǎo)軌副動(dòng)力學(xué)建模引言直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副的可動(dòng)結(jié)合部進(jìn)行動(dòng)力學(xué)建模，目前最常見的方法是系列孤立的粘彈性單元來模擬導(dǎo)軌與滑塊的連接，即用彈簧—阻尼器與滑塊結(jié)合部的動(dòng)態(tài)特性[35]，不同模型的彈簧—阻尼器單元數(shù)量也不1 所示。該方法簡(jiǎn)單，實(shí)用，已被眾多研究者和工程師所采納。但這種缺陷:

通過實(shí)際測(cè)量發(fā)現(xiàn)，滑塊和導(dǎo)軌材料的剛性要遠(yuǎn)大于二者之間的結(jié)合部的剛性，故在承受載荷時(shí)，對(duì)滑塊或?qū)к墎碚f，其自身的變形量要遠(yuǎn)小于滑塊與導(dǎo)軌間的相對(duì)位移量。假設(shè)滑塊在沿導(dǎo)軌滑動(dòng)方向上被固定，即滑塊沿導(dǎo)軌滑動(dòng)方向上無宏觀移動(dòng)，則滑塊處于以下五種受力狀態(tài)，如圖 2.2 所示：
【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 徐鵬;王年;張帥;;基于ANSYS的直線滾動(dòng)導(dǎo)軌模態(tài)分析[J];煤礦機(jī)械;2011年07期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前3條

1 高林林;數(shù)控機(jī)床主軸軸承結(jié)合部靜動(dòng)特性研究[D];吉林大學(xué);2011年

2 孫謙;彈性約束優(yōu)化方法研究及床鞍單元化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[D];大連理工大學(xué);2012年

3 朱睿;滾動(dòng)直線導(dǎo)軌可動(dòng)結(jié)合部動(dòng)力學(xué)建模及參數(shù)識(shí)別方法研究[D];華中科技大學(xué);2012年

本文編號(hào)：2887976