学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

机床铸铁床身内部型腔封砂结构的特性研究

作　者: 袁海涛
导　师: 尹志宏
学　校: 昆明理工大学
专　业: 机械电子工程
关键词: 数控车床实验模态分析型腔封砂结构床身阻尼比识别
分类号: TG519.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 46次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

机床是现代制造技术的工作母机,一个国家机床设计和制造水平的高低,决定着这个国家整个制造业水平的高低。事实表明,随着机床的加工精度的不断提高,对机床动态特性的要求也愈来愈高,而床身是机床的一个重要基础部件,床身动态性能对机床的加工精度有很大的影响,所以对机床床身的动态特性研究是非常重要的。本文针对云南某机床集团生产的PTW-40数控车床床身(内部型腔封砂结构)为分析对象,主要对该床身的动态特性和该床身型腔中的砂对床身动态特性的影响进行了研究分析。首先,通过实验模态分析方法提取了PTW-40数控车床床身的模态参数,对其动态性能做了分析；其次,通过对比分析的方法,对床身型腔中的砂对床身动态性能的影响进行了分析研究；最后,对床身型腔中的砂的无规则状态由均匀散沙进行简化代替后,对床身动态性能的影响做了讨论,所作具体工作如下：1.阐述了一般粘性阻尼系统的模态模型和频响函数估计的基本理论,并对模态参数识别分类、模态参数建模准则、典型的模态参数识别方法和模型验证理论进行了介绍说明,为后续章节的动态特性分析奠定了基础。2.分别对PTW-40数控车床床身(简称“封砂床身”)、通过床身的铸造帽口把所封的砂掏空的PTW-40数控车床床身(简称“空腔床身”)和通过床身铸造帽口对掏空的PTW-40数控车床床身进行人工填装散沙后PTW-40数控车床床身(简称“填装散砂床身”)进行了实验模态分析,然后应用频域模态参数识别的方法提取了三种床身的模态频率、模态阻尼比和模态振型等参数。3.应用模型验证方法验证所得三种模型床身的正确性与可靠性。4.通过对“封砂床身”的模态参数分析,得出了该床身的固有动态特性参数,为进一步优化研究提供了指导依据。5.通过对“封砂床身”和“空腔床身”的动态特性对比研究分析可知,该床身中的砂,增大了床身的阻尼,但对模态固频和模态刚度影响不大；此外,由这两种床身的脉冲响应估计分析可知,“封砂床身”的脉冲响应优于“空腔床身”。6.通过对“封砂床身”和“填装散砂床身”的动态特性对比分析可知,两种床身除在第五阶模态固频和模态刚度有所差异外,整体差异不大,此外,两种床身阻尼比相差0.0016,该结论对进行有限元建模时,对该床身型腔中所封砂的无规则状态用均匀的散沙来简化代替,提供了一定的借鉴参考价值。7.根据实验模态分析所测得的参数,对三个床身进行了阻尼比识别,研究表明,“封砂床身”和“填装散砂床身”的阻尼比是“空腔床身”阻尼比的2倍多。

全文目录

摘要  3-5
Abstract  5-9
第一章绪论  9-17
  1.1 课题的研究背景及意义  9-10
  1.2 机床动态性能研究的内容和方法  10-11
    1.2.1 机床动态性能的研究内容  10
    1.2.2 机床动态性能的研究方法  10-11
  1.3 实验模态分析的发展概况  11-12
  1.4 国内外研究现状  12-14
  1.5 课题的来源及问题的提出  14-15
  1.6 本课题研究的内容和方法  15
  1.7 章节安排  15-17
第二章模态分析基本理论  17-27
  2.1 一般粘性阻尼系统的模态模型  17-21
  2.2 频响函数估计  21-26
    2.2.1 过程脉冲响应的辨识  21-24
    2.2.2 脉冲响应求过程的传递函数  24-26
  2.3 本章小结  26-27
第三章模态参数识别  27-39
  3.1 模态参数识别的前提条件与建模准则  27-29
    3.1.1 模态实验前提条件的满足  27-28
    3.1.2 建模准则  28-29
  3.2 模态参数识别的分类  29-30
  3.3 典型的模态参数识别方法  30-37
    3.3.1 复模态法  30
    3.3.2 复频域最小二乘法  30-35
    3.3.3 优化识别法  35-37
  3.4 本章小结  37-39
第四章模型验证  39-45
  4.1 模态比例因子和模态判定准则  39-41
  4.2 模态矢量一致性  41-42
  4.3 频响函数综合  42
  4.4 本章小结  42-45
第五章 PTW-40数控机床床身模态实验  45-67
  5.1 机床动态测试过程  45-51
    5.1.1 测试系统的建立  45-46
    5.1.2 实验对象的支撑方式  46-47
    5.1.3 激励方式、激振点位置与拾振点数目和位置的确定  47-50
    5.1.4 传感器的选择与安装  50-51
    5.1.5 预实验  51
  5.2 封砂床身动态特性分析  51-55
    5.2.1 拟合方法的选取  51-52
    5.2.2 封砂床身模态实验结果分析与验证  52-54
    5.2.3 封砂床身阻尼比参数识别  54-55
  5.3 封砂床身型腔中的砂对床身的动态特性影响  55-60
    5.3.1 空腔床身模态实验结果与验证  55-57
    5.3.2 封砂床身型腔中的砂对床身模态参数的影响  57-59
    5.3.3 封砂床身型腔中的砂对床身动态响应的影响  59-60
  5.4 封砂床身型腔中的砂的无规则状态简化研究  60-64
    5.4.1 填装散沙床身的模态实验结果与验证  60-62
    5.4.2 封砂床身型腔中砂的无规则状态简化研究  62-64
  5.5 本章小结  64-67
第六章结论与展望  67-69
致谢  69-71
参考文献  71-75
附录A 攻读硕士学位期间发表的论文  75

机床铸铁床身内部型腔封砂结构的特性研究

内容摘要

全文目录

相似论文