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3利用簡諧振動抑制爬行的仿真分析

通過上一章對影響爬行因素的各個單一因素分析后，對爬行改善效果不理想。由于爬行是一種摩擦自激振動，由此想到可以利用外加力或外加振動源來抵消工作臺在出現爬行時產生的振動[33~45]，即外加激振器或者利用其他方法來達到要想的效果。在 ADAMS/View中加入正弦力（相當于加入的簡諧振動）或一種振動源的形式來模擬在現實中機床工作時外加振動的情況，輸入不同的外加振動源，分別分析它們對爬行現象的改善情況。

在圖3.1中，設置驅動速度為8mm/s,工作臺質量15Kg，靜動摩擦系數之差為0.05, 系統的彈簧剛度和阻尼分別為：l〇〇〇N/mm和IN.s/mm。

機床產生了嚴重的爬行現象，根據圖3.2與后面加入正弦力后仿真圖形進行比較，觀察對爬行現象的改善情況。

將圖3.2與圖3.3進行對比，得出在垂直方向上加入正弦力能夠改善爬行現象。在圖 3.3(a)中加入正弦力sin(15t),相對于圖3.2速度波動幅度變大，但在4.8s以后速度趨于穩定，沒有改善爬行；在圖3.3(b)中加入正弦力sin(20t)后，與圖3.2比較看出，速度幅度變大，但是速度趨于穩定的時間變短，在3.3s以后速度穩定；從圖3.3(c)的圖形可以看出，前期的速度波動控制在了〇.5s以內,0.5s以后速度趨于平穩，速度穩定在7mm/s與9mm/s 之間，由于加入的是正弦力，所以會出現這種速度穩定在一定范圍內的現象；同樣的，對于圖3.3(d)來說，前期速度波動幅度比圖3.3(c)更小，趨于穩定的時間更短，但是仍然會出現后期速度穩定后，速度在7mm/s與9mm/s之間徘徊。說明在一定周期內，頻率越大對抑制爬行越有幫助。下面是加速度仿真圖：

將圖3.3(a)與圖3.5進行比較，即當輸入函數為sin(15t)、2sin(15t)和5sin(15t)時，在同一頻率不同振幅的情況下，分析后可以看出，同一頻率下振幅越大，對改善爬行越有利。在圖3.7(a)中，加入函數2sin(40t)時，速度波動幅度在90mm/s以下，波動時間在3s 以內；在圖3.7(b)中，加入函數4sin(40t)時，速度波動在Is以內；單純比較圖3.7中的(a) 和(b)，說明幅值越大對改善爬行越有幫助，與圖3.5驗證的結果一樣。但是將圖3.7(b) 和圖3.3(d)比較（即將4sin(40t)和sin(40t)仿真曲線）后卻發現，推翻了之前的驗證，sin(40t) 的振幅變為4時，并沒有比圖3.3(d)改善的好。