树脂矿物床身模态参数辨识

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1、西安理工大学学报ＪｏｕｒｎａｌｏｆＸｉ’ａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（２０１３）Ｖｏｌ．２９Ｎｏ．２１３３文章编号：１００６４７１０（２０１３）０２０１３３０５树脂矿物床身模态参数辨识刘耀，黄玉美（西安理工大学机械与精密仪器工程学院，陕西西安７１００４８）摘要：为了研究树脂矿物铸件的动态性能，以便将其应用于精密和超精密机床支承件的制造中，采用锤击激励法，对某机床厂国家数控机床重大专项产品的高速数控车床树脂矿物斜床身进行模态试验，通过Ｐｏｌｙｒｅｆｅｒｅｎｃｅ时域法（ＰＴＤ）

2、对其模态参数进行辨识，获得该床身前７阶模态频率、阻尼与振型，并与解析值进行了对比。试验结果表明，树脂矿物铸件具有刚性强、阻尼高的特性。关键词：树脂矿物；Ｐｏｌｙｒｅｆｅｒｅｎｃｅ时域法；模态参数中图分类号：ＴＧ５０２文献标志码：ＡＭｏｄａｌＰａｒａｍｅｔｅｒＩｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆＭｉｎｅｒａｌＣａｓｔｉｎｇＭａｃｈｉｎｅＢｅｄｓＬＩＵＹａｏ，ＨＵＡＮＧＹｕｍｅｉ（ＦａｃｕｌｔｙｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌａｎｄＰｒｅｃｉｓｉｏｎＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｘｉ’ａｎＵｎｉｖｅｒ

3、ｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｘｉ’ａｎ７１００４８，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｓｔｕｄｙｔｈｅｄｙｎａｍｉｃｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｔｈｅｍｉｎｅｒａｌｃａｓｔｉｎｇ，ｓｏｔｈａｔｉｔｃａｎｂｅａｐｐｌｉｅｄｉｎｔｈｅｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅｏｆｐｒｅｃｉｓｉｏｎａｎｄｕｌｔｒａｐｒｅｃｉｓｉｏｎｍａｃｈｉｎｅｔｏｏｌｓｕｐｐｏｒｔｐａｒｔｓ，ｔｈｅｈａｍｍｅｒｉｎｇｅｘｃｉｔａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｉｑｕｅｉｓａｄｏｐｔｅｄｔｏｃａｒｒｙｏｕｔｔｈｅｍｏｄａｌｔｅｓｔｏｆ

4、ｍｉｎｅｒａｌｃａｓｔｉｎｇＣＮＣｌａｔｈｅｂｅｄｏｆａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｐｒｏｊｅｃｔｐｒｏｄｕｃｔｏｆｔｈｅｎａｔｉｏｎａｌＮＣｍｕｃｈｉｎｅｔｏｏｌｐｒｏｄｕｃｅｄｂｙｓｏｍｅｍａｃｈｉｎｅｔｏｏｌｐｌａｎｔ．Ｐｏｌｙｒｅｆｅｒｅｎｃｅｔｉｍｅｄｏｍａｉｎ（ＰＴＤ）ｍｅｔｈｏｄｉｓｕｓｅｄｔｏｉｄｅｎｔｉｔｙｉｔｓｍｏｄａｌｐａｒａｍｅｔｅｒｓｔｏｏｂｔａｉｎｔｈｅｆｉｒｓｔ７ｏｒｄｅｒｍｏｄａｌｆｒｅｑｕｅｎｃｙ，ｄａｍｐｉｎｇａｎｄｖｉｂｒａｔｉｎｇｐａｔｔｅｒｎｓｏｆｔｈｅｂｅｄ

5、，ａｎｄｔｈｅｃｏｎｔｒａｓｔｉｓｍａｄｅｗｉｔｈａｎａｌｙｔｉｃａｌｖａｌｕｅｓ．Ｔｈｅｔｅｓｔｉｎｇｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｍｉｎｅｒａｌｃａｓｔｉｎｇｉｓｏｆｓｔｒｏｎｇｒｉｇｉｄｉｔｙａｎｄｈｉｇｈｄａｍｐｉｎｇｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｍｉｎｅｒａｌｃａｓｔｉｎｇ；Ｐｏｌｙｒｅｆｅｒｅｎｃｅｔｉｍｅｄｏｍａｉｎｍｅｔｈｏｄ；ｍｏｄａｌｐａｒａｍｅｔｅｒ精密和超精密加工技术是机械制造业最重要的一部分能量象位能那样贮存起来，另外一部分能量发展方向之一，已成为

6、衡量一个国家高科技水平的被材料内部分子间的相互摩擦消耗掉；材料内部不重要标志。影响精密和超精密加工精度的因素颇可避免地存在着的气孔也是能量消耗源之一。这种多，如机床结构、机床驱动系统、刀具、切削参数等能量的转换和消耗表现为树脂矿物铸件的高阻尼性等。而其中机床的支撑件是主要影响因素之一，支能。通常树脂矿物铸件的阻尼减振能力是铸铁的３［１］撑件的刚度和抗振性能将直接影响零件加工的精度～１０倍。文献［２］通过对灰铸铁床身同树脂混凝和表面质量。对于应用于尖端技术和国防工业方面土床身振动特性对比试验，测得灰铸

7、铁床身的前三的纳米级精度加工设备来讲，支撑件的抗振性尤为阶频率分别为７０Ｈｚ、１１５Ｈｚ和１４７Ｈｚ，而树脂混凝重要。传统的支撑件采用铸铁制造，近年来随着新土床身的前三阶频率分别为１３９Ｈｚ、１５６Ｈｚ和１６６［３］兴材料的不断出现，树脂矿物铸件因其自身的特性，Ｈｚ，且树脂混凝土床身振幅较小。陈琨等利用而被广泛应用于支撑件的制造中，是精密测量仪器、ＡＮＳＹＳ分析软件，对某高速车床采用的铸铁床身和精密机械发展的一个新动向。花岗岩床身进行静态分析和模态分析，分析证明花由于树脂矿物铸件具有优良的动、静、热

8、性能，岗岩材料用于床身制造具有良好的动静态性能。文从上世纪７０年代起，人们就开始研究树脂矿物铸件献［４］通过试验手段分别研究了铸铁与环氧树脂花（树脂混凝土或人造花岗岩）在机床制造中的应用。岗岩梁的动态力学性能，获得环氧树脂花岗岩梁的当材料受到外力激励产生动态应力和应变时，平均对数衰减率为０．０６１，铸铁梁的对数衰减率为收稿日期：２０１２１１１０基金项目：国家高档数控机床与基础制造装备重大专项基金资助项目（２０１０ＺＸ０４００１０５１０２）；西安理工大学优博基金