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5.2加工中心動(dòng)態(tài)特性試驗(yàn)

5.2.1加工中心動(dòng)態(tài)特性試驗(yàn)研宄對(duì)象

本文中動(dòng)態(tài)特性試驗(yàn)研宄的對(duì)象仍然是前一小節(jié)介紹的由沈陽(yáng)某機(jī)床有限公司生產(chǎn)的動(dòng)梁龍門(mén)移動(dòng)式加工中心，在本章就不再詳細(xì)介紹了。

5.2.2加工中心動(dòng)態(tài)特性試驗(yàn)?zāi)康?/span>

本次動(dòng)態(tài)特性試驗(yàn)的目的通過(guò)動(dòng)態(tài)特性試驗(yàn)的結(jié)果，我們可以得到該加工中心的頻率響應(yīng)，結(jié)合上一章中我們得到的模態(tài)振型，可以使我們能對(duì)加工中心的動(dòng)態(tài)特性有更加深一步的了解。從而為我們?nèi)蘸蟀踩侠淼氖褂脵C(jī)床提供指導(dǎo)與依據(jù)^[97]。

5.2.3加工中心動(dòng)態(tài)特性試驗(yàn)儀器裝置與設(shè)備此次模態(tài)參數(shù)試驗(yàn)所用到的試驗(yàn)設(shè)備如下表：

表5. 4動(dòng)態(tài)特性試驗(yàn)儀器

編號(hào)	試驗(yàn)儀器	數(shù)量
1	力錘（含力傳感器、信號(hào)傳輸電纜及彈性沖擊墊）	1
2	電荷放大器（SD-5A)	1
3	加速度傳感器	1
	(ONO SOKKI-NP-3414)
4	雙通道傅里葉分析儀	1
	(ONO SOKKI-CF7200A)
5	數(shù)據(jù)處理終端	1

5.2.4加工中心動(dòng)態(tài)特性試驗(yàn)方法

一般來(lái)講，模態(tài)測(cè)試試驗(yàn)首先需對(duì)被測(cè)結(jié)構(gòu)施加動(dòng)態(tài)激勵(lì)，該激勵(lì)信號(hào)一般由電磁激振器或力錘提供。通過(guò)對(duì)測(cè)量的激振力信號(hào)與響應(yīng)信號(hào)高速采集后，通過(guò)譜分析、脈沖響應(yīng)測(cè)量及傳遞函數(shù)估計(jì)等時(shí)域或頻率信號(hào)處理方法對(duì)測(cè)量的信號(hào)進(jìn)行分析。在頻域分析中，經(jīng)常采用快速傅立葉變換（FFT)將時(shí)域數(shù)據(jù) 轉(zhuǎn)換到頻域，并計(jì)算出結(jié)構(gòu)的頻響函數(shù)。鑒于機(jī)床自身的結(jié)構(gòu)難于與與電磁激振器集成，故本節(jié)采用典型的瞬態(tài)激勵(lì)方法一錘擊法對(duì)測(cè)試裝置的固有頻率進(jìn) 行測(cè)試^[98]。錘擊法是利用集成有力傳感器的力錘敲擊被測(cè)結(jié)構(gòu)，即被測(cè)結(jié)構(gòu)的輸入信號(hào)為激勵(lì)力信號(hào)，通過(guò)對(duì)測(cè)量激振力與加速度響應(yīng)信號(hào)的雙通道FFT分析，得到結(jié)構(gòu)的傳遞函數(shù)，并通過(guò)函數(shù)擬合方法，識(shí)別出被測(cè)結(jié)構(gòu)的模態(tài)參數(shù)，利用錘擊法測(cè)量結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)的原理如下圖所示。

利用錘擊法做試驗(yàn)，首先要確定錘擊點(diǎn)，根據(jù)前幾章得到的整機(jī)的模態(tài)振型，我們確定了 3個(gè)錘擊點(diǎn)，即滑枕下端X、Y、Z三個(gè)方向具體錘擊點(diǎn)如下圖：

5.2.5加工中心動(dòng)態(tài)特性試驗(yàn)結(jié)果分析與對(duì)比

本次試驗(yàn)采用針對(duì)同一錘點(diǎn)多次測(cè)量的方法，對(duì)于每一個(gè)方向（滑枕的X、

Y、Z方向）兩次測(cè)量結(jié)果差異不大，我們即認(rèn)為測(cè)量是準(zhǔn)確的原則。由于傅里葉分析儀可以輸出的圖像對(duì)于頻率的大小觀(guān)看的不是很直觀(guān)，所以我們從傅里葉分析儀中提取了數(shù)據(jù)，并且運(yùn)用Origin軟件畫(huà)出曲線(xiàn)如下：

從上面模態(tài)參數(shù)圖中，我們可以看出，錘點(diǎn)在滑枕的三個(gè)方向上的固有頻率相差不大，都在33Hz左右，所以我們可以認(rèn)為該加工中心的固有頻率為33Hz 左右。在前面我們已經(jīng)介紹過(guò)，整機(jī)在實(shí)際工作過(guò)程中外界的激振力的頻率在 35Hz-50Hz之間，而我們?cè)囼?yàn)的結(jié)果小于這個(gè)頻率，所以我們可以斷言，整機(jī) 在實(shí)際的工作過(guò)程中，在正常的工作條件下是不會(huì)發(fā)生共振的。有限元分析由于有阻尼的影響以及結(jié)合面的處理可能不是很完善，所以有限元的模態(tài)分析結(jié) 果通常是會(huì)比實(shí)際情況偏小，但是有限元得出的模態(tài)振型是可信的。本章的模態(tài)實(shí)驗(yàn)主要是為了得到更為準(zhǔn)確的模態(tài)參數(shù)，結(jié)合上一章模態(tài)分析得出的模態(tài) 振型，我們對(duì)于該加工中心的動(dòng)態(tài)特性己經(jīng)有了很深的了解。通過(guò)之前的模態(tài)

分析以及本章的模態(tài)實(shí)驗(yàn)，我們己經(jīng)得到了研宄機(jī)床靜動(dòng)態(tài)特性的必備條件，這些數(shù)據(jù)對(duì)于我們后續(xù)關(guān)于相關(guān)機(jī)床的結(jié)構(gòu)優(yōu)化以及本機(jī)床的安全使用都提供了非常有用的指導(dǎo)和依據(jù)。

5.3本章小結(jié)

本章首先運(yùn)用JM3815無(wú)線(xiàn)靜動(dòng)態(tài)應(yīng)力應(yīng)變儀采集了結(jié)構(gòu)的應(yīng)力應(yīng)變數(shù)據(jù), 一方面得到了結(jié)構(gòu)在實(shí)際工作過(guò)程中的應(yīng)力應(yīng)變數(shù)據(jù)，另一方面驗(yàn)證了有限元仿真的準(zhǔn)確性。其次運(yùn)用傅里葉分析儀對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了模態(tài)實(shí)驗(yàn)得到了結(jié)構(gòu)準(zhǔn)確的模態(tài)參數(shù)，集合上一章得到的結(jié)構(gòu)的模態(tài)振型，使我們對(duì)于機(jī)床的靜態(tài)特性有了更深一步的了解。

本文采摘自“龍門(mén)加工中心整機(jī)及關(guān)鍵部件靜動(dòng)態(tài)特性分析與試驗(yàn)研究”，因?yàn)榫庉嬂щy導(dǎo)致有些函數(shù)、表格、圖片、內(nèi)容無(wú)法顯示，有需要者可以在網(wǎng)絡(luò)中查找相關(guān)文章！本文由伯特利數(shù)控整理發(fā)表文章均來(lái)自網(wǎng)絡(luò)僅供學(xué)習(xí)參考，轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明！

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