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响应耦合子结构法的轴类工件频响函数预测
1
作者 徐金波 库祥臣 +1 位作者 苏春堂 赵杨 《机械设计与制造》 北大核心 2024年第5期320-324,共5页
轴类工件切屑过程中,容易产生颤振影响加工稳定性,快速计算工件频响函数,便能为防止颤振提供依据。由于车削加工工件频繁更换,针对以往测量工件频响函数往往采用锤击法需要重复测量等问题,提出一种改进的子结构划分方法。该方法将主轴-... 轴类工件切屑过程中,容易产生颤振影响加工稳定性,快速计算工件频响函数,便能为防止颤振提供依据。由于车削加工工件频繁更换,针对以往测量工件频响函数往往采用锤击法需要重复测量等问题,提出一种改进的子结构划分方法。该方法将主轴-卡盘-工件系统划分为主轴-卡盘-夹持部分、工件悬伸部分,使用子结构响应耦合法(RCSA)、有限差分法、Timoshenko梁模型求取轴类工件任意截面频响函数,并利用该方法探究了尾座对工件频响函数的影响。此划分方法避免了结合面的参数辨识,能够快速方便预测工件任意截面频响函数,与仿真所得频响函数进行对比,预测结果与仿真结果对比误差在5.38%以内,验证了该预测模型的有效性。 展开更多
关键词 响应耦合子结构法 工件频响函数 Timoshenko梁模型
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一种改进的基于响应耦合子结构法的刀尖点频响函数预测方法 被引量：11
2
作者 朱坚民 王健 +1 位作者 张统超 李孝茹 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第3期285-292,共8页
针对现有的基于响应耦合子结构法(RCSA)的刀尖点频响函数预测方法需要辨识主轴-刀柄、刀柄-刀具结合面参数以及需要自制刀柄模型等引起的预测误差和预测过程复杂等问题,提出一种改进的基于RCSA的铣刀刀尖点频响函数预测方法。该方法首... 针对现有的基于响应耦合子结构法(RCSA)的刀尖点频响函数预测方法需要辨识主轴-刀柄、刀柄-刀具结合面参数以及需要自制刀柄模型等引起的预测误差和预测过程复杂等问题,提出一种改进的基于RCSA的铣刀刀尖点频响函数预测方法。该方法首先改进已有的子结构划分方法,将机床-主轴-刀柄-刀具系统划分为机床-主轴-刀柄-部分刀杆、剩余刀杆和刀齿三个子结构;然后改进主轴-刀柄处转动频响函数的计算方法,通过铣刀的模态锤击实验采用反向RCSA和有限差分法计算机床-主轴-刀柄-部分刀杆结构的转动频响函数,并基于Euler梁模型计算出剩余刀杆、刀齿子结构的频响函数;最后将三个子结构的频响函数耦合确定刀尖点的预测频响函数。以一立式加工中心为研究对象,应用所提出的方法对铣刀刀尖点的频响函数进行了预测,并与其实测频响函数进行对比。对比结果表明:刀尖点的预测频响函数与实测频响函数符合程度较高,其预测、实测前三阶固有频率之间的误差在6.9%以内,所提出的方法可行有效、简单方便,且可直接基于铣刀的模态实验计算主轴-刀柄的频响函数,避免了相关结合面参数的辨识和刀柄模型的制作。 展开更多
关键词 铣刀 刀尖点频响函数 预测 响应耦合子结构法
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基于阻抗耦合子结构法的电主轴固有特性求解 被引量：3
3
作者 汪博 孙伟 闻邦椿 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2012年第2期422-426,共5页
根据阻抗耦合子结构法的基本原理,提出基于阻抗耦合子结构法求解电主轴固有特性的流程,包括电主轴轴段的划分、根据Timoshenko梁理论求解各轴段固有频率和各轴段频响函数、电主轴的阻抗耦合、结果分析等步骤。以某立式加工中心电主轴为... 根据阻抗耦合子结构法的基本原理,提出基于阻抗耦合子结构法求解电主轴固有特性的流程,包括电主轴轴段的划分、根据Timoshenko梁理论求解各轴段固有频率和各轴段频响函数、电主轴的阻抗耦合、结果分析等步骤。以某立式加工中心电主轴为研究对象,应用所提出的方法,对该电主轴的固有特性进行求解,并与有限元分析结果对比,证明了该方法的有效性。 展开更多
关键词 阻抗耦合子结构法 电主轴 固有特性 数控机床
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基于柔度耦合子结构法的主轴-卡盘与工件结合面参数辨识 被引量：2
4
作者 庄鹏 秦闯 刘战强 《机床与液压》 北大核心 2017年第7期38-42,47,共6页
车削加工系统振动特性参数的获得对加工精度和加工质量的控制、加工参数选择有重要意义,主轴-卡盘子结构和工件子结构结合面参数难以精确测量和解析计算。基于柔度耦合子结构法(RCSA)建立车床主轴-卡盘-工件系统工件自由端频响函数的预... 车削加工系统振动特性参数的获得对加工精度和加工质量的控制、加工参数选择有重要意义,主轴-卡盘子结构和工件子结构结合面参数难以精确测量和解析计算。基于柔度耦合子结构法(RCSA)建立车床主轴-卡盘-工件系统工件自由端频响函数的预测模型,用遗传算法对加工系统锤击激励模态实验频响函数与其频响函数模型预报值的相对误差进行目标函数寻优,辨识出子结构间的结合面参数。结果表明:预测模型与锤击激励模态实验获得加工系统工件自由端频响函数有较好的一致性,该辨识方法可应用于车削工件表面加工精度和加工质量的控制。 展开更多
关键词 结合面参数 柔度耦合子结构 频响函数 遗传算法
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部件试验模态综合的简便方法 被引量：5
5
作者 张德文 《振动工程学报》 EI CSCD 1993年第2期181-186,共6页
本文将一种基于完备模态基的模态综合技术应用于子结构的试验模态综合,获得成功。这种半试验半理论的模态综合方法是一种较为简便的、要求试验工作量较小的试验模态综合法,因为它只要求测量子结构的振动模态和频率即可。数值仿真结果表... 本文将一种基于完备模态基的模态综合技术应用于子结构的试验模态综合,获得成功。这种半试验半理论的模态综合方法是一种较为简便的、要求试验工作量较小的试验模态综合法,因为它只要求测量子结构的振动模态和频率即可。数值仿真结果表明,这种简便的试验模态综合法是行之有效的。 展开更多
关键词 模态综合 模态分析 子结构耦合 部件试验 航天
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基于RCSA与GA的铣刀刀尖点频响函数预测 被引量：6
6
作者 李孝茹 朱坚民 +1 位作者 张统超 王健 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2016年第1期272-280,共9页
基于响应耦合子结构分析法建立了铣刀刀尖点的频响函数预测模型,针对其中主轴—刀柄基座系统频响函数矩阵难以理论计算和实验测试的问题,提出了基于实验模态测试与遗传算法寻优相结合的主轴—刀柄基座系统频响函数矩阵的优化拟合方法。... 基于响应耦合子结构分析法建立了铣刀刀尖点的频响函数预测模型,针对其中主轴—刀柄基座系统频响函数矩阵难以理论计算和实验测试的问题,提出了基于实验模态测试与遗传算法寻优相结合的主轴—刀柄基座系统频响函数矩阵的优化拟合方法。以VMC850E型立式加工中心主轴系统为研究对象,基于上述方法对铣刀刀尖点频响函数进行了预测,并与其实测频响函数进行对比。结果表明：刀尖点的预测频响函数曲线与实测频响函数曲线符合较好,预测频响函数的固有频率与实测固有频率在0~4 000Hz范围内的相对误差小于4.37%。 展开更多
关键词 铣刀刀尖点 频响函数预测 响应耦合子结构分析法 遗传算法 实验模态测试
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加工中心刀尖点动柔度预测方法 被引量：4
7
作者 邱亚玲 詹大年 +1 位作者 胡腾 刘雁 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2018年第6期1411-1417,共7页
绘制极限切削深度叶瓣图可以对加工中心切削稳定性进行有效评价,其前提是必须事先获取机床刀尖点动柔度,这已成为近年来机床切削颤振领域的研究热点。采用锤击模态实验获取动柔度,手段虽然简单直接,但需面向不同刀具重复实验,效率很低;... 绘制极限切削深度叶瓣图可以对加工中心切削稳定性进行有效评价,其前提是必须事先获取机床刀尖点动柔度,这已成为近年来机床切削颤振领域的研究热点。采用锤击模态实验获取动柔度,手段虽然简单直接,但需面向不同刀具重复实验,效率很低;常规子结构综合法虽然可以预测刀尖点动柔度,但涉及转角相关柔度的计算繁琐且精度有限。为解决上述问题,提出一种可以快速、准确预测不同刀具装夹时加工中心刀尖点动柔度的方法。该方法的核心在于首先利用改进子结构柔度耦合分析法推导出刀尖点动柔度计算表达式,然后借助模拟退火粒子群算法辨识出刀具—刀柄结合部等效动力学参数,在此基础上再次基于改进子结构柔度耦合法求得刀尖点动柔度。以某立式加工中心为研究对象,应用所提方法预测机床刀尖点动柔度,并与实测值进行对比分析,结果显示二者符合程度较高,从而验证了所提方法的有效性和准确性。 展开更多
关键词 加工中心 刀尖点 动柔度 子结构柔度耦合分析法 模拟退火粒子群算法
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一种新的预测铣刀刀尖频响函数的方法 被引量：4
8
作者 朱坚民 何丹丹 +1 位作者 田丰庆 赵全龙 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第20期2765-2773,共9页
为准确快速地预测铣刀刀尖点频响函数,提出一种基于逆响应耦合子结构分析(IRCSA)法辨识刀柄-刀具结合面参数的刀尖点频响函数预测方法。该方法通过建立计算刀柄末端频响函数矩阵和刀尖点频响函数矩阵的数学模型,利用逆响应耦合子结构分... 为准确快速地预测铣刀刀尖点频响函数,提出一种基于逆响应耦合子结构分析(IRCSA)法辨识刀柄-刀具结合面参数的刀尖点频响函数预测方法。该方法通过建立计算刀柄末端频响函数矩阵和刀尖点频响函数矩阵的数学模型,利用逆响应耦合子结构分析法求取随频率变化的刀柄-刀具结合面参数。通过Cuckoo search算法及有限元分析确定刀尖点频响函数中对刀柄-刀具结合面复刚度矩阵变化最为敏感的固有频率,取该频率对应的结合面参数为刀柄-刀具结合面复刚度矩阵的辨识结果,由此计算出刀尖点频响函数。通过硬质合金圆柱棒、2刃铣刀和4刃铣刀进行验证,对比了所提预测方法、Cuckoo search优化算法预测的刀尖点频响函数与实测值三者之间的差异,实验结果表明该预测方法预测的刀尖点频响函数的固有频率和实测固有频率的误差在5%以内,所用时间约为Cuckoo search优化算法的1%,达到了较高的预测精度,并且更加省时、简便。 展开更多
关键词 刀尖点频响函数 逆响应耦合子结构分析(IRCSA) 结合面复刚度矩阵 CUCKOO search算法 预测
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基于铣刀精确建模的刀尖点频响函数预测方法 被引量：5
9
作者 朱坚民 何丹丹 张统超 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2016年第16期142-151,共10页
为准确地获取铣刀刀尖点频响函数,提出一种基于铣刀精确建模的刀尖点频响函数的预测方法。该方法基于RCSA理论和Timoshenko梁理论,将机床-主轴-刀柄-刀具系统划分为机床-主轴-刀柄-部分刀杆和剩余铣刀两个部分,并将剩余铣刀细分为剩余... 为准确地获取铣刀刀尖点频响函数,提出一种基于铣刀精确建模的刀尖点频响函数的预测方法。该方法基于RCSA理论和Timoshenko梁理论,将机床-主轴-刀柄-刀具系统划分为机床-主轴-刀柄-部分刀杆和剩余铣刀两个部分,并将剩余铣刀细分为剩余刀杆、过渡段以及多段刀齿。将铣刀分为对称型铣刀和非对称型铣刀两类,并针对每类铣刀各部分分别进行精确建模。以多把2刃和4刃铣刀为研究对象,进行实验测试,比较本文方法、等效质量法预测的铣刀刀尖点频响函数与实测刀尖点频响函数之间的差异,分析结果表明:该方法比等效质量法具有更高的预测精度,所预测频响函数的固有频率与实测频响函数固有频率的相对误差在5%以内。 展开更多
关键词 刀尖点频响函数预测 响应耦合子结构分析法 等效质量法 铣刀精确建模 实验模态测试
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基于RCSA的深孔内圆磨床主轴端点频响函数预测 被引量：1
10
作者 李孝茹 朱坚民 +1 位作者 张统超 王健 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第19期2652-2661,共10页
基于响应耦合子结构分析法预测了深孔内圆磨床主轴端点的频响函数。首先对磨床主轴进行子结构划分,计算各子结构自由状态下的频响函数矩阵,然后顺序刚性耦合各子结构的频响函数矩阵,对轴承支撑点使用结构修改法修改轴承约束下的已耦合... 基于响应耦合子结构分析法预测了深孔内圆磨床主轴端点的频响函数。首先对磨床主轴进行子结构划分,计算各子结构自由状态下的频响函数矩阵,然后顺序刚性耦合各子结构的频响函数矩阵,对轴承支撑点使用结构修改法修改轴承约束下的已耦合子结构频响函数矩阵,直至耦合到最后一个子结构,得到主轴端点的频响函数。以某深孔内圆磨床为研究对象,分别基于该方法和有限元法,对其主轴端点的频响函数进行预测,并对其进行实验测试。实验及分析结果表明:该方法预测精度高于有限元分析方法预测精度、计算速度快,便于深孔内圆磨床主轴系统的结构优化。 展开更多
关键词 深孔内圆磨床 主轴端点 频响函数预测 响应耦合子结构分析 结构修改法
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