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基于波搜索算法的数控加工中心可靠性优化分配研究
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作者 伍贤洪 巫瑞智 《机床与液压》 北大核心 2025年第10期50-57,共8页
为了提高数控加工中心可靠性优化分配的准确性,结合改进的成本函数,提出一种基于波搜索算法的数控加工中心可靠性优化分配方法。利用云模型定量表示专家的决策语言,降低决策过程中随机性和模糊性的影响,并利用TOPSIS方法得到子系统的综... 为了提高数控加工中心可靠性优化分配的准确性,结合改进的成本函数,提出一种基于波搜索算法的数控加工中心可靠性优化分配方法。利用云模型定量表示专家的决策语言,降低决策过程中随机性和模糊性的影响,并利用TOPSIS方法得到子系统的综合复杂度系数。利用DEMATEL法分析子系统之间的相互影响关系,得到子系统的综合影响度系数,并对可靠度-成本函数进行修正,得到改进成本函数。然后,建立整机系统的可靠性优化分配数学模型,并利用波搜索算法进行求解,得到子系统的可靠度分配值,实现了整机系统可靠性的合理分配。最后,将文中所述方法与传统方法进行对比,证明了文中方法具有较高的收敛速度和计算精度的优势。 展开更多
关键词 可靠性分配 成本函数 DEMATEL方法 波搜索算法 数控加工
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龙门移动式数控加工中心横梁电悬浮高度的H^∞控制 被引量:1
2
作者 杨霞 李新叶 +1 位作者 吴红波 郭庆鼎 《组合机床与自动化加工技术》 2008年第1期38-41,共4页
针对龙门移动式数控加工中心,论文首先提出了将大型移动部件即移动横梁悬浮起来的设想,实现无摩擦高精度快速定位。然后针对扰动设计了可以提高电磁悬浮气隙高度之刚度的H∞鲁棒控制器。该种方法易于工程实现和构成闭环系统。仿真结果表... 针对龙门移动式数控加工中心,论文首先提出了将大型移动部件即移动横梁悬浮起来的设想,实现无摩擦高精度快速定位。然后针对扰动设计了可以提高电磁悬浮气隙高度之刚度的H∞鲁棒控制器。该种方法易于工程实现和构成闭环系统。仿真结果表明,这种控制方案有较好的动态、静态特性及鲁棒性,满足对悬浮高度之高刚度的性能要求。 展开更多
关键词 龙门移动数控加工 电磁悬浮H^∞ 鲁棒控制
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数控龙门移动式镗铣加工中心动态精密同步进给控制
3
作者 蓝益鹏 郭庆鼎 綦艳丽 《沈阳工业大学学报》 EI CAS 2002年第6期477-480,共4页
对数控龙门移动式重型镗铣加工中心提出一种新的动态精密同步进给控制方法 .通过设计H∞ 鲁棒控制器 ,对两侧立柱加速度和速度同时进行状态反馈补偿控制 ,使其在不平衡负载或不确定性扰动作用下两边快速恢复到同步状态 ,从而实现龙门立... 对数控龙门移动式重型镗铣加工中心提出一种新的动态精密同步进给控制方法 .通过设计H∞ 鲁棒控制器 ,对两侧立柱加速度和速度同时进行状态反馈补偿控制 ,使其在不平衡负载或不确定性扰动作用下两边快速恢复到同步状态 ,从而实现龙门立柱驱动系统加速度、速度和位置的动态同步 .驱动元件采用两套参数相同的直线永磁同步伺服电机 . 展开更多
关键词 数控龙门移动式镗铣加工 动态同步进给控制 直线伺服 H∞鲁棒控制器
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立式加工中心电主轴热误差主动抑制研究
4
作者 付敏 安建波 李波 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2025年第9期186-189,共4页
传统电主轴采用恒速转动水冷机进行热变形抑制,其运行功率与机床工作状况无关,难以反映机床的实时运行状况,且实时性不高,难以满足高速高精度生产需求,为此提出一种电主轴温度采集-水冷机模块-数控系统相结合的热误差主动抑制方法。首... 传统电主轴采用恒速转动水冷机进行热变形抑制,其运行功率与机床工作状况无关,难以反映机床的实时运行状况,且实时性不高,难以满足高速高精度生产需求,为此提出一种电主轴温度采集-水冷机模块-数控系统相结合的热误差主动抑制方法。首先提出了整体设计方案,接着完成了电主轴温度采集模块、水冷机模块及与数控系统通信模块的开发,然后基于华中数控PLC开发了水冷机数控PID控制模块,最后基于华中数控系统开发了热误差主动抑制系统,进行了系统测试与验证。相关测试表明,所研制的温度采集模块和水冷机数控PID控制模块具有较高的稳定性和可靠性,对于立式加工中心电主轴热误差主动抑制起到了较好成效,具有良好的工程应用价值。 展开更多
关键词 立式加工 电主轴热误差 水冷机 数控PID控制
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五坐标数控龙门加工中心动态优化设计 被引量:49
5
作者 张建润 卢熹 +2 位作者 孙庆鸿 彭文 姚树健 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第21期1949-1953,共5页
在大型高架桥式、高速、高精度五坐标龙门加工中心的动态设计中,通过动态测试的方法获得导轨结合面的特性参数并将其应用到数字仿真模型中,提高了模型的精度;在加工中心的结构优化设计过程中,提出了灵敏度分析法和基于动刚度的结构优化... 在大型高架桥式、高速、高精度五坐标龙门加工中心的动态设计中,通过动态测试的方法获得导轨结合面的特性参数并将其应用到数字仿真模型中,提高了模型的精度;在加工中心的结构优化设计过程中,提出了灵敏度分析法和基于动刚度的结构优化法,对主要部件的内部筋板结构进行了与传统方法不同的设计,提高了加工中心的动静态特性;针对加工中心在工作过程中不可避免的共振问题,巧妙利用机床的附属设备设计了抑制振动的调谐阻尼器。 展开更多
关键词 龙门加工 结合面参数 动态设计 调谐阻尼器
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重切龙门镗铣加工中心结构静动态特性分析 被引量:1
6
作者 张小雨 闫坤 +2 位作者 孔绍天 陈晓满 高瀚君 《机床与液压》 北大核心 2024年第12期59-65,共7页
为了在设计阶段精准评估重切龙门镗铣加工中心结构的动静态特性,建立加工中心整机结构有限元仿真模型,分析其静、动态特性。通过模态测试验证动态仿真模型的准确性和有效性,根据分析结果提出加工中心的结构优化建议。结果表明:由于滑枕... 为了在设计阶段精准评估重切龙门镗铣加工中心结构的动静态特性,建立加工中心整机结构有限元仿真模型,分析其静、动态特性。通过模态测试验证动态仿真模型的准确性和有效性,根据分析结果提出加工中心的结构优化建议。结果表明:由于滑枕的静刚度不足,导致加工中心Y方向的静刚度较低,在1 500 N切削力作用下,最大变形可达0.008 137 mm;加工中心的前6阶实测固有频率分别是41.87、55.69、88.06、103.45、129.68、159.41 Hz,前6阶固有频率的平均仿真计算误差为6.5%,立柱和滑枕位置在外部激振力作用下易发生较大的动态变形响应。 展开更多
关键词 重切龙门镗铣加工 有限元分析 静动态特性 模态测试
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基于干扰观测器的龙门移动式镗铣加工中心同步控制 被引量:5
7
作者 郭庆鼎 赵希梅 翁秀华 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第9期88-91,共4页
针对龙门移动式镗铣加工中心同步传动不一致性问题进行研究,应用干扰观测器来抑制加工中心双直线电机驱动的X轴方向上由于外部力矩干扰以及模型参数变化等因素造成的不同步现象。此外,还针对Y轴方向上的由于刀架位置变化导致的X轴方向... 针对龙门移动式镗铣加工中心同步传动不一致性问题进行研究,应用干扰观测器来抑制加工中心双直线电机驱动的X轴方向上由于外部力矩干扰以及模型参数变化等因素造成的不同步现象。此外,还针对Y轴方向上的由于刀架位置变化导致的X轴方向上的不同步进行了负载动态补偿。仿真结果表明,此种控制方案是十分有效的,具有较强的鲁棒性,动态过程同步误差小,从而能够较好地满足被控对象对高精度的要求。 展开更多
关键词 龙门移动式镗铣加工 同步传动 干扰观测器 直线电机 负载动态补偿
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双直线电机驱动的龙门移动式加工中心H_∞鲁棒自适应控制 被引量:3
8
作者 郭庆鼎 蓝益鹏 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第22期1966-1969,共4页
对数控龙门移动式镗铣加工中心速度同步控制提出了一种新的H_∞鲁棒自适应控制方法。用有死区和投影校正的递推最小二乘辨识算法对被控对象参数在线辨识,用H_∞鲁棒控制算法对调节器参数在线求解,使系统在未知有界扰动、参数变化和未建... 对数控龙门移动式镗铣加工中心速度同步控制提出了一种新的H_∞鲁棒自适应控制方法。用有死区和投影校正的递推最小二乘辨识算法对被控对象参数在线辨识,用H_∞鲁棒控制算法对调节器参数在线求解,使系统在未知有界扰动、参数变化和未建模动态等不确定性因素同时存在时,对调节器参数进行自动整定,以保证速度同步控制的鲁棒性。仿真实验结果表明该方案控制效果好,鲁棒性强,可满足速度同步控制要求。 展开更多
关键词 数控龙门移动式镗铣加工 辨识算法 H∞鲁棒自适应控制
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龙门加工中心移动横梁模糊PID控制器的设计与仿真 被引量:1
9
作者 杨霞 杨波 +1 位作者 高燕 杜继光 《组合机床与自动化加工技术》 2008年第12期41-44,48,共5页
磁悬浮系统是典型的非线性迟滞系统,针对其特点提出了可以显著降低悬浮磁铁功耗的电磁永磁混合悬浮技术。为了解决电磁铁线圈中的电流变化对总体刚度的影响,采用双闭环控制系统,即在位置环内引入电流环,构成位置电流双闭环系统。根据机... 磁悬浮系统是典型的非线性迟滞系统,针对其特点提出了可以显著降低悬浮磁铁功耗的电磁永磁混合悬浮技术。为了解决电磁铁线圈中的电流变化对总体刚度的影响,采用双闭环控制系统,即在位置环内引入电流环,构成位置电流双闭环系统。根据机床加工过程的特点,设计出符合机床悬浮横梁要求的模糊PID控制器。通过仿真结果的比较,可以看出采用模糊PID控制器提高了悬浮系统的刚度,能够满足机床磁悬浮横梁系统的精度要求。 展开更多
关键词 龙门加工 模糊PID MATLAB
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龙门移动式镗铣加工中心自校正调节器控制 被引量:1
10
作者 蓝益鹏 郭庆鼎 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2003年第1期38-40,43,共4页
对龙门移动式镗铣加工中心两立柱位置同步控制提出了一种新的自校正调节器控制方法。用递推最小二乘辨识算法对被控对象参数在线辨识 ,用H∞ 鲁棒控制算法对调节器参数在线求解 ,使系统在未知有界扰动、参数变化和未建模动态等不确定性... 对龙门移动式镗铣加工中心两立柱位置同步控制提出了一种新的自校正调节器控制方法。用递推最小二乘辨识算法对被控对象参数在线辨识 ,用H∞ 鲁棒控制算法对调节器参数在线求解 ,使系统在未知有界扰动、参数变化和未建模动态等不确定性因素同时存在时 ,对调节器参数进行自动整定 ,保证速度同步控制的鲁棒性 ,从而间接实现位置同步控制。仿真结果表明该方案控制效果好 ,鲁棒性强 。 展开更多
关键词 直校正调节器控制 辩识算法 控制算法 龙门移动式镗铣加工
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大型数控龙门桥式加工中心的研制
11
作者 罗红平 刘祥发 +2 位作者 刘桂贤 张永俊 邓佑成 《航空制造技术》 2016年第6期53-57,共5页
针对船舶、航空、轨道交通、核电等行业的大型零件加工需求,研制了大型数控龙门桥式加工中心,3个移动轴行程为3m×5m×0.8m,可实现0.02mm的镗铣加工精度。通过对加工中心若干技术研究集成,使之具备以下重大特点:(1)研究伺服电... 针对船舶、航空、轨道交通、核电等行业的大型零件加工需求,研制了大型数控龙门桥式加工中心,3个移动轴行程为3m×5m×0.8m,可实现0.02mm的镗铣加工精度。通过对加工中心若干技术研究集成,使之具备以下重大特点:(1)研究伺服电机解耦控制方法及双驱动同步技术,保证横梁在两侧桥式立柱导轨上的精确同步纵向移动;(2)通过旋转螺母丝杠结构分别独立驱动双主轴头在横梁上的横向移动,实现双主轴独立加工;(3)利用双回转摆动铣头附件及控制系统集成,实现大型零件的五轴数控加工。所研制的加工中心具有工作台承重大、加工效率高、使用方便、自动化程度较高等特点,已成功用于生产。 展开更多
关键词 大型零件 龙门桥式加工 双边同步驱动 双主轴头 旋转螺母丝杠
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龙门加工中心移动横梁关键结构设计与优化 被引量:5
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作者 鞠家全 郭琳娜 +1 位作者 孙小刚 邱自学 《机械设计与制造》 北大核心 2018年第4期125-128,共4页
龙门加工中心移动横梁承受滑座、滑枕等零部件的重量及自身重力的情况下产生弯曲变形,为降低横梁受力变形量和提高横梁静动态特性,采用两种方法对横梁进行优化设计。设计了8种横梁筋板结构及对横梁上导轨面悬臂支撑结构进行了优化设计,... 龙门加工中心移动横梁承受滑座、滑枕等零部件的重量及自身重力的情况下产生弯曲变形,为降低横梁受力变形量和提高横梁静动态特性,采用两种方法对横梁进行优化设计。设计了8种横梁筋板结构及对横梁上导轨面悬臂支撑结构进行了优化设计,运用有限元分析软件对横梁进行了静力学与模态特性分析,得到横梁结构总形变位移量和前六阶振型频率。结果表明,因横梁自重引起的变形占总变形的45.1%;"井"型结构设计最优,其总形变位移量降低了8.98%,质量减轻了329kg,一阶固有频率提高了2.40%,具有良好的静动态特性;筋板结构设计的作用主要体现在减轻横梁质量上,上导轨悬臂支撑结构倾斜设计的作用主要体现在减小横梁弯曲变形上,两种方法的结合使用可有效提高横梁性能。 展开更多
关键词 龙门加工 移动横梁 筋板 导轨 优化设计 有限元法
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龙门加工中心移动横梁静动态分析及结构改进 被引量:8
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作者 鞠家全 任东 +2 位作者 崔德友 刘传进 邱自学 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2017年第1期4-8,共5页
机床移动横梁因自身重力及外加载荷而发生变形,为此,对横梁进行了简化,得到其振动力学模型,理论计算求解出横梁最大变形量和一阶固有频率。对移动横梁进行了三维建模与有限元分析,横梁最薄弱位置位于横梁上下导轨部位,针对最薄弱部位,... 机床移动横梁因自身重力及外加载荷而发生变形,为此,对横梁进行了简化,得到其振动力学模型,理论计算求解出横梁最大变形量和一阶固有频率。对移动横梁进行了三维建模与有限元分析,横梁最薄弱位置位于横梁上下导轨部位,针对最薄弱部位,对横梁上下导轨局部结构进行了改进设计。结果表明,横梁结构理论计算的最大变形量和一阶固有频率与仿真结果相近,优化后的横梁形变减小了10.6%,质量减轻了136kg,轻量化效果明显。为机床其他零部件的优化设计提供了有益的方法参考。 展开更多
关键词 龙门加工 横梁 优化设计 轻量化 有限元分析
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龙门移动和工作台移动龙门加工中心比较 被引量:1
14
作者 郑望成 《航空制造技术》 北大核心 2004年第7期98-99,共2页
随着信息技术和数字化技术的不断发展。
关键词 数控机床 龙门加工 龙门移动 工作台移动 比较分析
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一种龙门式加工中心横梁的动力学仿真研究 被引量:42
15
作者 许丹 刘强 +1 位作者 袁松梅 刘景祎 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2008年第2期168-171,共4页
对一种国产龙门式加工中心的横梁关键部件,采用机械系统多刚体动力学仿真软件ADAMS和有限元分析软件ANSYS进行了静动态特性分析;在考虑重力和切削力作用下,由ADAMS计算出导轨与滑块间的作用力,从而计算出横梁部件的静态变形;通过动态测... 对一种国产龙门式加工中心的横梁关键部件,采用机械系统多刚体动力学仿真软件ADAMS和有限元分析软件ANSYS进行了静动态特性分析;在考虑重力和切削力作用下,由ADAMS计算出导轨与滑块间的作用力,从而计算出横梁部件的静态变形;通过动态测试和参数辨识方法获得导轨结合面特性参数并将其应用到横梁滑箱系统整体有限元模型中,经过模态分析得到系统固有频率和各阶振型图,并进一步分析了结合面参数变化对横梁滑箱系统整体动态特性的影响。 展开更多
关键词 龙门加工 横梁 导轨结合面 刚度 有限元
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支持向量回归机在数控加工中心热误差建模中的应用 被引量:46
16
作者 苗恩铭 龚亚运 +1 位作者 成天驹 陈海东 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第4期980-986,共7页
研究并选择最佳模型对数控加工中心加工过程中的主要误差源-主轴热误差进行补偿,以便提高机床的加工精度。以leaderway-V450加工中心为实验对象,对主轴热误差支持向量回归机模型和多元回归模型进行了分析对比。首先,根据夏季数据建立了... 研究并选择最佳模型对数控加工中心加工过程中的主要误差源-主轴热误差进行补偿,以便提高机床的加工精度。以leaderway-V450加工中心为实验对象,对主轴热误差支持向量回归机模型和多元回归模型进行了分析对比。首先,根据夏季数据建立了多元回归模型和支持向量回归机模型。然后,将夏季另一批数据和秋季数据分别代入两种模型计算各模型补偿精度。最后,根据两种模型的精度变化规律比较两者稳健性。实验结果表明:支持向量回归机夏季模型用于补偿夏季和秋季热误差补偿标准差都小于2μm,而多元回归模型用于补偿夏季数据补偿标准差小于2μm,用于补偿秋季数据补偿标准差大于8μm。数据显示支持向量回归机模型用于热误差补偿不仅具有较高精度,同时具有较好鲁棒性。 展开更多
关键词 热误差 多元回归模型 支持向量回归机 数控加工
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数控铣床与加工中心夹具设计 被引量:35
17
作者 周太平 康志成 夏翔 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2011年第2期91-95,共5页
提出针对数控铣床、加工中心所用夹具的设计方法。合理的夹具设计能充分发挥数控机床的潜力,提高加工效率。提供加工中心夹具设计实例。
关键词 夹具设计 数控铣床 加工 回转 效率
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基于热态信息链的龙门加工中心结构优化技术 被引量:9
18
作者 阳红 殷国富 +2 位作者 刘立新 方辉 张定金 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2011年第11期2405-2414,共10页
为了分析机床零部件热变形对热误差的影响,提出机床热态信息链的概念来描述零部件与整机热态特性之间的关系,并采用包含温度场和热位移场信息的机床热—结构耦合有限元分析模型作为该热态信息链的载体。提出一种机床热态信息挖掘方法,... 为了分析机床零部件热变形对热误差的影响,提出机床热态信息链的概念来描述零部件与整机热态特性之间的关系,并采用包含温度场和热位移场信息的机床热—结构耦合有限元分析模型作为该热态信息链的载体。提出一种机床热态信息挖掘方法,以明确机床零部件中导致整机热态精度下降的薄弱环节。以一台龙门加工中心为实验对象,对该机床实施热态信息挖掘,并根据挖掘的结果进行结构优化。实验表明优化后机床的z向热误差减少了85.5μm,验证了本文方法的有效性。 展开更多
关键词 热态信息链 信息挖掘 龙门加工 结构优化
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龙门加工中心滚珠丝杠传动系统的温度场和热变形分析 被引量:11
19
作者 刘兴业 殷国富 +2 位作者 刘立新 方辉 阳红 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2011年第4期1-4,共4页
龙门加工中心滚珠丝杠热变形是机床误差的重要原因之一。根据企业龙门加工中心丝杠传动系统的实际工作状态,建立了丝杠支座温度场和热变形的ANSYS分析模型。通过施加移动热载荷,在ANSYS中求解了丝杠的温度场和热变形,获得丝杠表面温度... 龙门加工中心滚珠丝杠热变形是机床误差的重要原因之一。根据企业龙门加工中心丝杠传动系统的实际工作状态,建立了丝杠支座温度场和热变形的ANSYS分析模型。通过施加移动热载荷,在ANSYS中求解了丝杠的温度场和热变形,获得丝杠表面温度场分布趋势以及丝杠进给方向的热变形变化情况,在此基础上提出相应的改进建议,为机床优化设计和提高机床的加工精度提供了依据。 展开更多
关键词 龙门加工 滚珠丝杠 移动热载荷 温度场 热变形
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GMF3022龙门加工中心横梁的模态及谐响应分析 被引量:19
20
作者 季彬彬 张森 +3 位作者 杨玉萍 邱自学 刘传进 任东 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2013年第10期36-38,42,共4页
以GMF3022龙门加工中心横梁为研究对象,对横梁的模态及谐响应特性进行了研究。首先对横梁进行简化,得到其振动力学模型,用理论计算方法求解出横梁的一阶固有频率,然后运用Ansys软件对横梁进行模态及谐响应分析,获取了横梁结构的固有频... 以GMF3022龙门加工中心横梁为研究对象,对横梁的模态及谐响应特性进行了研究。首先对横梁进行简化,得到其振动力学模型,用理论计算方法求解出横梁的一阶固有频率,然后运用Ansys软件对横梁进行模态及谐响应分析,获取了横梁结构的固有频率及振型,并得到了横梁的幅频响应曲线。结果表明:横梁结构的理论计算频率与软件仿真结果相近,激振力频率与横梁结构四五阶固有频率接近时容易发生共振。为横梁结构的动态优化设计提供了理论依据。 展开更多
关键词 龙门加工 横梁 模态分析 谐响应分析
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