栓接固定结合面建模与动态特性研究

发布时间：2017-11-14 21:16

  本文关键词：栓接固定结合面建模与动态特性研究

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【摘要】：近些年,机械产品加工精度的提高对数控机床的研制提出了更高的要求,特别是数控机床本身的动态特性。研究表明,机床动态特性的60%以上取决于结合面。因此,结合面的存在对机械结构的动态特性有着相当大的影响。针对机械结构中的结合面问题,本文将对其中最常见栓接固定结合面展开研究。本文分别从宏观以及微观方面建立栓接固定结合面的理论模型。在宏观方面,将结合面等效成弹簧阻尼单元,并建立等效动力学模型。在微观方面,建立考虑域扩展因子的分形模型,利用MATLAB软件仿真得到固定结合面动态特性与结合面法向载荷、结合面真实接触面积、表面粗糙度等因素之间的关系。推导出基于频响函数法的结合面动态参数辨识公式,此方法的优点在于无需预先建立系统的理论模型,直接由试验方法识别结合部参数,实验测试及理论计算都比较方便。针对实验中可能夹杂的噪声干扰,采用相干函数法对实验数据进行优化,使得结合部辨识的参数更加精确。并将此方法运用到设计的结合面试件上,通过动态测试试验,得到结合面动态参数。再通过有限元软件对结合部的动态特征参数进行耦合,通过耦合后的仿真数据与实测数据对比,验证试件的结合部动态特性参数的辨识效果。设计了考虑结合面影响因素权重的动态实验。分析螺栓预紧力矩、结合面表面粗糙度、结合面间有无介质、结合面真实接触面积对结合面动态特性的影响。与分形模型的理论仿真对比,验证理论仿真结果的正确性。结合面特性研究的根本目的就是为了工程应用。本文利用三维建模软件UG和有限元分析软件ANSYS Workbench对重型数控卧式镗车床主轴箱的实际结合面动态特性进行了研究,对比了在考虑结合面和不考虑结合面时主轴箱的不同的模态振型。为进一步提高机械结构的计算机模拟的精度提供参考。
【学位授予单位】：哈尔滨理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG502.3

【参考文献】

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本文编号：1187057