1绪论 1
1.1目的和意义 1
1.2研究现状 1
1.2.1结合部建模研究现状 1
1.2.2结合部参数识别方法研究现状 4
1.3主要研究内容 7
2螺栓结合部动力学建模 9
2.1螺栓结合部动力学建模概述 9
2.1.1机床螺栓连接固定结合面单元的建立 9
2.1.2机床螺栓连接固定结合面单元的受力分析 10
2.1.3机床螺栓连接固定结合面单元等效动力学模型的建立 11
2.2螺栓结合部参数识别方法 12
2.2.1固定结合部参数识别方法的理论基础 13
2.2.2固定结合面动力学的参数识别方法 14
2.3螺栓结合部模型参数识别 17
2.3.1实验试件设计 17
2.3.2模态实验装置和实验仪器 18
2.3.3含结合面试件的模态实验测试 20
2.3.4结合部参数的识别及验证 27
2.4螺栓结合部参数化建模 29
2.4.1螺栓结合部影响因素分类 29
2.4.2基于正交实验的结合部各因素影响研究 34
2.4.3结合面刚度值与预紧力的拟合 36
2.4.4基于响应曲面法的螺栓结合部参数化建模 40
2.4.5螺栓结合部参数化模型验证 51
2.5不同材料螺栓结合部统计模型 62
2.5.1铸造成型的机床部件材料属性参数校核 62
2.5.2部件材料属性对螺栓结合部接触刚度影响分析 63
2.5.3面向部件材料属性的螺栓结合部动力学特性统计模型 65
2.5.4统计模型验证及机床结构建模应用 68
本章小结 73
3锥配合结合部动力学建模 74
3.1锥配合结合部动力学建模概述 74
3.2锥配合结合部参数识别方法 76
3.3锥配合结合部模型参数识别 77
3.3.1锥面配合固定结合部模态实验试件设计 77
3.3.2消除传感器质量效应的锥面配合固定结合部试件模态实验设置 78
3.3.3锥面配合固定结合部试件模态实验结果分析 81
3.3.4带锥度的有限单元参数识别 82
3.3.5带锥度的有限单元识别参数的有效性验证 84
3.4锥配合结合部模型验证 85
3.4.1验证结构模态参数测试 85
3.4.2验证结构有限元模型建立 86
3.4.3验证结构计算模态参数与实验模态参数比较 87
本章小结 89
4滚动导轨结合部动力学建模 90
4.1滚动导轨结合部动力学建模概述 90
4.1.1滚动导轨结合部有限元单元的建立 90
4.1.2可动结合部动力学模型的建立 91
4.2滚动导轨结合部参数识别方法 92
4.2.1可动结合部参数识别的动力学模型 92
4.2.2参数识别的优化方法 94
4.3滚动导轨结合部模型参数识别 95
4.3.1滚动直线导轨副模态实验设计 95
4.3.2滚动直线导轨副试件的模态实验 99
4.3.3动力学参数识别 104
本章小结 109
5滚动功能部件结合部动力学建模 110
5.1滚珠丝杠结合部动力学建模概述 110
5.1.1滚珠丝杠各子结构的确立 111
5.1.2滚珠丝杠结合部模型 114
5.2滚珠丝杠结合部参数识别方法 115
5.2.1结合部参数识别的基本理论 116
5.2.2滚珠丝杠可动结合部的动力学参数识别分析 118
5.3滚珠丝杠结合部模型参数识别 119
5.3.1实验试件设计 119
5.3.2传感器的布置和激励点的选择 120
5.3.3模态实验的结果 122
5.3.4用于结合部参数识别的频响函数分析 123
5.3.5滚珠丝杠结合部参数识别结果 125
5.4滚珠丝杠结合部模型验证 126
5.4.1有限元单元的矩阵模型 126
5.4.2代入结合部参数的滚珠丝杠整体模型 129
5.4.3依据模型的仿真结果与实验结果的比较 129
5.4.4与Okwudire结合部的比较 130
5.5轴承结合部动力学建模 131
5.5.1轴承结合部动力学模型建立 131
5.5.2轴承结合部参数识别方法 133
5.5.3轴承结合部模型参数识别及有效性验证 137
本章小结 147
6螺栓结合部虚拟材料动力学建模 148
6.1螺栓结合部虚拟材料动力学建模概述 148
6.1.1螺栓结合部虚拟材料动力学模型基本框架 148
6.1.2螺栓结合部虚拟材料几何参数建模 150
6.1.3虚拟材料物理参数建模 152
6.2螺栓结合部虚拟材料模型几何参数识别 155
6.2.1全面实验设计 155
6.2.2克里金模型 157
6.2.3虚拟材料几何模型参数库应用 159
6.3螺栓结合部虚拟材料模型物理参数识别 159
6.3.1虚拟材料模型参数识别方法 159
6.3.2虚拟材料物理参数识别中的关键问题 162
6.3.3虚拟材料物理参数识别 166
6.4虚拟材料模型应用 175
本章小结 179
7机床整机动力学建模研究及应用 180
7.1整机动力学建模整体思路 180
7.2机床子结构结构动力学建模方法研究 181
7.2.1机床结构组件动力学建模 181
7.2.2基于有限元软件集成模块的机床固定结合部动力学建模 183
7.2.3机床可动结合部动力学建模 186
7.2.4机床子结构动力学模型组装 188
7.3 CKX5680机床结构动力学建模 189
7.4 YK31320滚齿机结构动力学建模 191
7.5 XCM1600机床结构动力学建模 193
7.5.1机床结构组件动力学建模 193
7.5.2固定结合部动力学建模 195
7.5.3可动结合部动力学建模 196
7.5.4整机结构动力学模型组装 201
7.5.5整机动态固有特性验证机床结构有限元模型的有效性 201
7.5.6静态柔度系数验证机床结构有限元模型的有效性 204
本章小结 207
参考文献 208