重型數(shù)控機(jī)床螺栓結(jié)合部動(dòng)力學(xué)建模及影響因素研究.pdf

1、隨著對(duì)制造先進(jìn)機(jī)器所需的精密、復(fù)雜機(jī)床的需求日益增長(zhǎng)，中國(guó)已經(jīng)成長(zhǎng)為全球最大的機(jī)床市場(chǎng)，重型數(shù)控機(jī)床作為機(jī)械工業(yè)不可缺少的裝備，其性能的優(yōu)劣直接影響我國(guó)工業(yè)發(fā)展的進(jìn)程和制造的水平。重型數(shù)控機(jī)床的結(jié)合部對(duì)機(jī)床整機(jī)性能影響很大。其中，30％-50％的靜剛度、超過50％的動(dòng)剛度取決于結(jié)合部，而對(duì)阻尼的影響達(dá)到了90％甚至更多。但是結(jié)合面的接觸變形比較復(fù)雜，在實(shí)際測(cè)量和建模中都不容易模擬其真實(shí)情況，尋求重型數(shù)控機(jī)床的整體性能就更為困難。因此，結(jié)

2、合部的研究對(duì)重型數(shù)控機(jī)床的設(shè)計(jì)尤為重要。
　　本文首先調(diào)查了國(guó)內(nèi)外有關(guān)對(duì)機(jī)床結(jié)合部建模的方法和機(jī)床結(jié)合部特性研究的狀況，從赫茲接觸理論出發(fā)，在微觀層面上考慮機(jī)床結(jié)合面的接觸形式，并由此將機(jī)床結(jié)合面視為一種虛擬介質(zhì)進(jìn)行仿真，建立結(jié)合部虛擬介質(zhì)框架，利用赫茲接觸理論推導(dǎo)出結(jié)合部任意一點(diǎn)的接觸應(yīng)力，計(jì)算該虛擬材料的特性參數(shù)，然后利用ANSYS Workbench求解結(jié)合部整體的固有頻率，提取前五階模態(tài)。
　　然后本文利用現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)

3、模態(tài)技術(shù)，選擇模態(tài)方案，通過對(duì)支撐方式、測(cè)試點(diǎn)、激勵(lì)方式等方案的選取，得到結(jié)合部試件的測(cè)試信號(hào)，運(yùn)用一定的參數(shù)識(shí)別方法求出試件固有頻率和阻尼的真實(shí)值，之后跟理論得到的固有頻率進(jìn)行對(duì)比，同時(shí)，對(duì)得到兩種固有頻率進(jìn)行擬合，證明理論模型建立是準(zhǔn)確的，可以用在重型機(jī)床理論建模中，也說明了虛擬介質(zhì)的推導(dǎo)公式可靠。
　　最后利用理論手段，通過修改動(dòng)力學(xué)模型的參數(shù)尺寸等研究了螺栓預(yù)緊力、機(jī)床材料和加工方式影響機(jī)床結(jié)合部的相關(guān)因素，得到了機(jī)床結(jié)合