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5.2加工中心動態(tài)特性試驗

5.2.1加工中心動態(tài)特性試驗研宄對象

本文中動態(tài)特性試驗研宄的對象仍然是前一小節(jié)介紹的由沈陽某機床有限公司生產的動梁龍門移動式加工中心，在本章就不再詳細介紹了。

5.2.2加工中心動態(tài)特性試驗目的

本次動態(tài)特性試驗的目的通過動態(tài)特性試驗的結果，我們可以得到該加工中心的頻率響應，結合上一章中我們得到的模態(tài)振型，可以使我們能對加工中心的動態(tài)特性有更加深一步的了解。從而為我們日后安全合理的使用機床提供指導與依據(jù)^[97]。

5.2.3加工中心動態(tài)特性試驗儀器裝置與設備此次模態(tài)參數(shù)試驗所用到的試驗設備如下表：

表5. 4動態(tài)特性試驗儀器

編號	試驗儀器	數(shù)量
1	力錘（含力傳感器、信號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加工中心動態(tài)特性試驗方法

一般來講，模態(tài)測試試驗首先需對被測結構施加動態(tài)激勵，該激勵信號一般由電磁激振器或力錘提供。通過對測量的激振力信號與響應信號高速采集后，通過譜分析、脈沖響應測量及傳遞函數(shù)估計等時域或頻率信號處理方法對測量的信號進行分析。在頻域分析中，經常采用快速傅立葉變換（FFT)將時域數(shù)據(jù) 轉換到頻域，并計算出結構的頻響函數(shù)。鑒于機床自身的結構難于與與電磁激振器集成，故本節(jié)采用典型的瞬態(tài)激勵方法一錘擊法對測試裝置的固有頻率進行測試^[98]。錘擊法是利用集成有力傳感器的力錘敲擊被測結構，即被測結構的輸入信號為激勵力信號，通過對測量激振力與加速度響應信號的雙通道FFT分析，得到結構的傳遞函數(shù)，并通過函數(shù)擬合方法，識別出被測結構的模態(tài)參數(shù)，利用錘擊法測量結構模態(tài)參數(shù)的原理如下圖所示。

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

5.2.5加工中心動態(tài)特性試驗結果分析與對比

本次試驗采用針對同一錘點多次測量的方法，對于每一個方向（滑枕的X、

Y、Z方向）兩次測量結果差異不大，我們即認為測量是準確的原則。由于傅里葉分析儀可以輸出的圖像對于頻率的大小觀看的不是很直觀，所以我們從傅里葉分析儀中提取了數(shù)據(jù)，并且運用Origin軟件畫出曲線如下：

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

分析以及本章的模態(tài)實驗，我們己經得到了研宄機床靜動態(tài)特性的必備條件，這些數(shù)據(jù)對于我們后續(xù)關于相關機床的結構優(yōu)化以及本機床的安全使用都提供了非常有用的指導和依據(jù)。

5.3本章小結

本章首先運用JM3815無線靜動態(tài)應力應變儀采集了結構的應力應變數(shù)據(jù), 一方面得到了結構在實際工作過程中的應力應變數(shù)據(jù)，另一方面驗證了有限元仿真的準確性。其次運用傅里葉分析儀對結構進行了模態(tài)實驗得到了結構準確的模態(tài)參數(shù)，集合上一章得到的結構的模態(tài)振型，使我們對于機床的靜態(tài)特性有了更深一步的了解。

本文采摘自“龍門加工中心整機及關鍵部件靜動態(tài)特性分析與試驗研究”，因為編輯困難導致有些函數(shù)、表格、圖片、內容無法顯示，有需要者可以在網絡中查找相關文章！本文由伯特利數(shù)控整理發(fā)表文章均來自網絡僅供學習參考，轉載請注明！

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