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1、第卷第期内蒙古民族师院学报自然科学版’年月铣床振动模态分析研究’王守信董绍华李群东北重型机械学院,,摘要本文应用模态分析技术对铣床进行动态性能分析通过模态实验运用法对模态参,,,数进行辨识得出若干阶模态振型从影响精度的振型分析提出有利于减轻振动及提高加工质量的方案,,关键词模态分析法铣床引言铣床的动态性能直接影响到机床的加工精度、表面粗糙度及效率,铣床
2、的模态试验是机床,,,动态特性分析的重要手段经过模态测试得出各部分振动复振型为铣床的设计及减轻振动方面提供了客观的试验数据,从而对改进铣床的动态性能具有重要的价值模态实验分析激励测点布置,,,试验的设备为铣床是在运转的情况下进行的地点为某厂铣床中心试验室激励,,是采用非接触式电磁激振器激励信号采用序列伪随机信号激振力由压电晶体力传感器,,,,来测量该种信号抗干扰能力强由于它具有周期性可减少截断误差及能量泄露便于在计算,,,,,测点布置如图机中应用响应测量选用加速度传感器在方向分布个测点截面布点数
3、点号分布工作台图一结构布点图,,,,截面各点观察三方向振动情况截面四点观察铣床刀具与机身传动外的振动工作台四点观察工作台振动,直接反映工件的加工精度及形状误差收稿日期一一第期王守信等铣床振动模态分析研究随机激励模态实验框图扼流圈电荷放大函数记录仪动特性分析仪伪随机发生器图一铣床随机激励仪器配置图,,在铣床铣头上装有模拟刀具通过安装在工作台上的激振器来模拟铣削力共同完成铣削模态,,,,,过程
4、结构动特性分析仪具有功能从时域及频域两方面进行谱分析波形分析,序列伪随机信号自相关函数与功率谱,对随机信号进行分析处理我们用相关函数及功率谱密度来,描述随机过程相关函数表示信,号的重复性或期性功率谱表示变量的频域特征和能量分析平稳随机过程在离散情况下自相关函数表示为图一序列伪随机信号二,,,。,‘”。‘,】‘,‘,一习艺,为延迟的采样单位数取整数二,,对作变换令砂得,功率谱密度即二一‘二二习尺一图一自相关函数二
5、二得二一习一将采样时间引入下二二·‘一’一习以二二二声,‘护以。兀△其中。一以讯图一功率谱内蒙古民族师院学报年·频响函数输出曲线由此图可初步判断各阶主模态的频率以便做进的精细分析,如图,全图一铣头位移导纳幅频图模态参数辨识时域法即对振动结构上某点位移自由响应信号二,,个测点采样,组成自由响应采样数据矩阵,,。。。,〔〕由模态理论可知,·‘,,,,
6、,‘‘…一艺、一,,〔列阶模态系数列向量凡阶模态复特征值——,〔〕一〔中〕〔〕,··,,套〕一〔其中〔并夏材…佩‘‘,〔〕户丫、延时采样一一△夕,二一八,令设,一,,二,。厂、。、一,幼艺一苏。舒一‘钊户之污仲…则〔〕一〕几,,第三次延时采祥令二之△尸“’「「。,,,、。““‘戈,、‘一尺一势干△丰△分址二尺认刃〕建立特征方程〔〕了一〔必〕
7、〔〕或〔〕一〔协〕〔〕‘‘〔尸〕〕了叮〕、厂〔〕、〔幻或〔力〕〔童〕伍〕一弓‘尸‘尸〔〕〔〕,,,·‘。一’一’一’‘△取〔少〕团〕〔伞〕〔力〕则〔力〕〔少〕〔〕〔伞〕〔伞〕〔伞〕八少一’,令〔,〕一。〕由上式可知〔,〕为已”咖一忿〕〔豁第期王守信等铣床振动模态分析研究〔〕一,〔〕少,一由此可求特征值及特征向量少二振动系统的特征值可由矩阵〔〕的特征值求得振动系统,,,、,。。,,。,,··’··特征值凡,〔〕的特
8、征值“十拼乏五王“气“甲拼少”贬哎“气户“个一一一瓦,,汀〕……一rr,。。一模态频率孤耳厉(2一8)户ar.r一32模态参数模态阻尼东g下二二二二二(2一9)-。子十醉丫右表应用计算机编程计算模态模态频率模态阻尼比,所得运转和静止两种模态后.
