隨著數(shù)控機(jī)床向高精化、高速化、智能化的方向發(fā)展,人們對數(shù)控機(jī)床的性能指標(biāo)尤其是動(dòng)態(tài)特性性能指標(biāo)的要求越來越高。對高端數(shù)控機(jī)床而言,動(dòng)態(tài)特性是整機(jī)性能的關(guān)鍵,因此機(jī)床動(dòng)力學(xué)性能已成為當(dāng)今新的研究熱點(diǎn)。然而,有資料表明整機(jī)結(jié)構(gòu)中60～80%的總動(dòng)剛度、90%的總阻尼都來自結(jié)合部。顯然,機(jī)床結(jié)合部的動(dòng)力學(xué)特性顯著影響整機(jī)結(jié)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)行為。長期以來人們從理論和實(shí)驗(yàn)上對此進(jìn)行了大量的研究。結(jié)合部動(dòng)力學(xué)建模是研究結(jié)合部動(dòng)力學(xué)特性的重要手段。由于數(shù)控機(jī)床的結(jié)合部類型以及描述結(jié)合部模型參數(shù)的多樣性,目前結(jié)合部的模型不能滿足高端要求以及尚沒有參數(shù)化模型,因此急需一種高精度的參數(shù)化建模方法。本文工作如下第一,提出一種基于虛擬材料的機(jī)床固定結(jié)合部動(dòng)力學(xué)參數(shù)化建模法,即將固定結(jié)合部看成一種等截面的虛擬材料,從而將固定結(jié)合部等效為虛擬材料與兩結(jié)合表面零件的固定連接,以工程數(shù)據(jù)（結(jié)合面積、結(jié)合力、結(jié)合面粗糙度、結(jié)合零件的彈性模量和泊松比等）為參數(shù)建立固定結(jié)合部動(dòng)力學(xué)解析模型,解決了動(dòng)力學(xué)模型工程實(shí)用性問題。第二,建立了虛擬材料彈性模量、切變模量、泊松比、密度的解析解模型,應(yīng)用赫茲接觸理論和分形理論,分析了固定結(jié)合... 

【文章來源】：華中科技大學(xué)湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：113 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

粗糙接觸表面的扣合方式

度大多在0.8一 1.6林m之間(例如床身一立柱結(jié)合部的表面粗糙度為0.8林m，橫梁一立柱結(jié)合部的表面粗糙度為1.6拼m)，從微觀角度，表面由不規(guī)則的微凸體構(gòu)成，這些微凸體高度服從高斯分布，并且各向同性，如圖2.2所示;當(dāng)兩個(gè)機(jī)械加工的表面結(jié)合時(shí)，這些微凸體首先接觸，實(shí)際接觸面積只是整體結(jié)合面積的很小一部分，在載荷范圍內(nèi)，接觸處產(chǎn)生一定的塑性變形，結(jié)合部可看成均勻分布的微顆粒，如圖2.3所示，進(jìn)而可看成各向同性。這就是結(jié)合部虛擬材料的各向同性假設(shè)。圖2.2粗糙表面單元三維立體形貌纓纓纓鬢薰翼翼鬢鬢 鬢 圖2.3粗糙接觸表面的扣合方式將固定結(jié)合部的兩個(gè)接觸面的微觀接觸部分假設(shè)為一種虛擬的各向同性材料，例如現(xiàn)將圖2.1的固定結(jié)合部看成一種等截面的虛擬材料，該虛擬材料的長與寬分別為結(jié)合部的長與寬。若能通過一些理論的方法【”‘一’38]得到該虛擬材料的彈性模量、泊松比、密度，根據(jù)兩表面的實(shí)際間隙確定虛擬材料的厚度

華中科技大學(xué)博士學(xué)位論文簡單零件，能達(dá)到將復(fù)雜的固定結(jié)合部問題簡單化的目的。含一種虛擬材料的簡單零件如圖2.4所示，該簡單零件材料的物理特性在虛擬材料處會(huì)發(fā)生突變，即該簡單零件具有3種材料屬性，其中h為虛擬材料的厚度。 CCComPonentlll vvviftualmateria!!! CCComPonentZZZ )Rigideonneetion冬 RigideormeetionZ圖 2.4虛擬材料彈性模量、泊松比、含一種虛擬材料的簡單零件厚度、密度的數(shù)學(xué)模型分別為E=E(瓦，凡，刀，，尸:，Ral，RaZ，P) (2.1)u=。(盡，凡，尸，，刀:

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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