砖塔式复合磨床砂轮架系统结构振动特性的试验模态分析方法研究

发布时间：2017-10-15 21:43

  本文关键词：砖塔式复合磨床砂轮架系统结构振动特性的试验模态分析方法研究

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【摘要】：随着制造技术的快速发展,对机床的加工精度提出了更高的要求。而机床的动态特性是影响机床加工性能好坏的重要因素。磨床通常作为高精度机床,更是要具有良好的动态特性。目前模态分析方法是研究机构动态特性的主要方法,也是对现有机床进行动态性能评估的一种好方法。本文以上海机床厂的H405-BE复合磨床为研究对象,其加工零件过程中由于砂轮架系统有较大的振动,使得加工出来的零件表面有振纹。利用试验模态分析方法研究其振动特性,得出其前七阶模态参数,计算出模态振型并作出振型动画,分析引起振动的原因,提出改进意见。为此主要的工作有以下几个方面:(1)对试验模态分析方法的国内外研究现状进行介绍,接着对其基础理论进行详细介绍,以及在实际情况中频响函数的估计、实验系统的组成等,设计出磨床砂轮架系统的实验方案;(2)建立砂轮架系统的测点模型,按照实验方案对砂轮架系统的前提条件验证后,之后对其进行测力法实验,采集数据后使用MATLAB软件分析,得到频响函数数据;(3)运用最小二乘复频域法(PLSCF法)对得到频响函数数据进行参数识别,得到前七阶模态参数,并计算出模态振型,做出振型动画;(4)基于短时傅里叶变换的时频分析方法,对H405-BE复合磨床在正常工况下砂轮架产生的振动信号进行时频分析。通过MATLAB软件对振动信号处理得到频谱图和时频图,分析频谱图和时频可知砂轮架在电机和砂轮整个运转过程中的频率及其幅值的分布情况;(5)结合试验模态分析和时频分析两种结论,得出引起砂轮架系统振动过大的原因。本文通过对磨床砂轮架系统进行试验模态分析,找出砂轮架振动过大的原因。说明试验模态分析在对现有结构进行性能评估和故障诊断中的的重要作用。利用试验模态分析技术可以得到机床的振动特性,由此可以预防或者诊断出机床的薄弱环节,减少损失。
【关键词】：磨床 试验模态分析法 PLSCF法 模态振型 时频分析
【学位授予单位】：东华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG580.2
【目录】：

• 摘要6-8
• ABSTRACT8-12
• 第1章 绪论12-19
• 1.1 课题的背景与研究意义12
• 1.2 磨床振动特性的研究内容及方法12-13
• 1.3 试验模态分析方法发展概述13-16
• 1.4 课题主要研究内容16-19
• 第2章 复合磨床砂轮架的试验模态分析实验19-42
• 2.1 引言19
• 2.2 试验模态分析理论基础19-23
• 2.3 试验模态分析法频响函数的估计23-25
• 2.4 试验模态分析实验系统组成25-28
• 2.4.1 激励系统25-27
• 2.4.2 测量及分析系统27-28
• 2.5 复合磨床砂轮架系统模态分析实验方案28-32
• 2.5.1 H405-BE复合磨床分析28-29
• 2.5.2 H405-BE复合磨床试验模态分析的实验方案29-32
• 2.6 复合磨床砂轮架系统数据采集及前提条件的验证32-37
• 2.7 复合磨床砂轮架系统的频响函数37-41
• 2.8 本章小结41-42
• 第3章 复合磨床砂轮系统的参数识别42-55
• 3.1 引言42
• 3.2 最小二乘复频域法42-48
• 3.3 基于PLSCF法识别砂轮架系统的模态参数及模态验证48-54
• 3.3.1 模态参数识别48-49
• 3.3.2 模态验证49-51
• 3.3.3 模态振型分析51-54
• 3.4 本章小结54-55
• 第4章 复合磨床砂轮架系统正常工况下的振动分析55-62
• 4.1 引言55
• 4.2 基于短时傅里叶变换的砂轮架时频分析55-61
• 4.2.1 短时傅里叶变换55-56
• 4.2.2 复合磨床砂轮架系统振动信号的时频分析56-61
• 4.3 本章小结61-62
• 第5章 总结与展望62-64
• 5.1 试验模态分析结果62
• 5.2 总结62-64
• 参考文献64-66
• 致谢66

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前4条

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4 谭冬梅,姚三,瞿伟廉;振动模态的参数识别综述[J];华中科技大学学报(城市科学版);2002年03期

中国博士学位论文全文数据库 前2条

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2 张强;振动机械结构的模态参数辨识研究[D];武汉大学;2009年

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本文编号：1038908