基于试验模态的台钻动态特性研究

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1、基于试验模态的台钻动态特性研究脚andR嘲咄设计与研究陈永会①姜旭⑨李海虹①张学良①（（D太原科技大学机电学院，山西太原030024；②机械工业工程机械军用改装车试验场，北京102100）摘要：台钻的整体动态特性研究对于其设计和制造有一定的指导作用。试验中使用丹麦B&K的PULSE-3560C采集系统和ME'Scope软件，采用变时基采样方法并且结合增强频域分解技术对台钻进行整体试验模态分析,得到台钻模态参数。由此分析台钻的动态特性,对其整体设计提出了修改的建议，最后的试验数据可为进一步的动态修改提供

2、理论依据。关键词：试验模态分析台钻动态特性增强频域分解技术模态置信准则中图分类号:TII113、TII161文献标识码：ACHENYui①一JIANGXu②，（①Schoo1g①，ZHANGXufMachineryandnicsEnginee"ng—TaiyuanUniveScienceandTechnO109)030024,CHN；(爹MachinerylndustriaoundforconstmcitaryRefitVehi0oCHN)act：Thedyn啪icchererchisusefming

3、uie船.baseime——bampndmanufactureofdriughB&K'sPULSE—356temsandME"Scanarimencedf沁queandthemodad.ThroughdtilerisedproposoitsoVeralIdesignisputforward,aI1dthefina1testdatacanfurtherproVideatI1eoretica1basisofdynamiemodification.Keywords：ExperimentaIModalAna1

4、ysis；D而11一press；DynamicChaJ.acteristic；EFDD；MAC机床结构具有良好的动态特性才能保证加工产品本文应用试验模态分析方法对z512-2台式钻床的精度和质量，因此建立机床的结构动力学模型对于进行了动态特性分析。利用锤击法对结构进行激振，研究机床结构的动态特性、了解结构的薄弱环节、对结变时基采样方式进行结构的力信号和响应信号的采构进行优化设计以及提高机床的加工精度具有重要的集，测得的各个测点的传递函数，进行曲线拟合和增强意义。现阶段有一些大型有限元软件可以对机床进行

5、频域分解（EnhancedFrequencyDomainDecomposition,动态设计,但是机床结构本身是一个包含多个零部件简称EFDD）技术得到了10阶固有频率和振型。通过的复杂装配体，以至单纯凭借理论建模方法还是很难分析各阶振型的动画显示，发现了结构的薄弱环节，从准确建立机床复杂系统的结构动力学模型【1。2Jo而为其结构优化设计指出了改进方向。在这种情况下，以试验为基础的试验模态分析可简化理论分析和假设，获得精确的结构动态特性参数，1增强频域分解技术如结构的各阶固有频率、模态振型等。并由此掌

6、握结频域分解(FrequencyDomainDecomposition,简称构的薄弱环节，为设计人员提供结构修改建议、指导结FDD)技术可以在均值白噪声激励和结构小阻尼条件构优化设计的方向，还可以此为基础进行动态修改。下通过振动响应进行模态估计，但是不能得到结构阻静酱豁簪｝国家自然科学基金资助项目(50775153)；太原科技大学校博士基金资助项目(20092003)万方数据设计与研究Des啪。ndR洲咄尼比。为了克服这一缺点，增强频域分解通过逆傅里叶变换将响应的功率谱密度转化到时域来分析，计算口相关

7、和互相关函数获得固有频率和阻尼比。在某一特定的频率下对响应信号贡献较大的模态通常只有几个,因此响应谱密度矩阵可写成最终形式：仪器名称力锤及力传感器电荷适调放大器响应点传感器PU【sE州多功能分析仪ME，sc0Po软件表1试验所用仪器型号5110厂家航天702所卅麦BK公司丹麦BK公司丹麦BK公司HP公司2692型4367型4508B型%o（训=。。U拦+辫）（1）☆E5曲（m）Jw几八J山一八*式中：su6（m）代表某一频率贡献较大的模态；帆是模态振型，A产一口1咄％°；口。是第八阶模态衰减系数；8。

8、是有阻尼固有频率；d。为比例常数。对于每组测量数据，在各个频率下对响应谱矩阵行奇异值分解：［Go（面）］=［咖］［三］［中］”（2）图1所示为台钻的结构简图和测点布置图。为了有重点地反映台钻的动态特性，同时考虑英结构的特点.主要测点布置在台钻的立柱、主轴和工作台上，19个测点形成网格结构。其中在测试过程中响应的测量方向为测点1、2、3、12、13、14、15的其中：［中］”［中］=［，］;［垂］=［｛币。｝｛咖：｝1币，丨_一？｛币，｝］“羽是奇异值对角