1.2.3機床動態特性研究的方法機床結構動態特性的研究方法大體可以分為理論研究方法、試驗研究方法和理論與試驗相結合的研究方法[8]。理論研究方法是按照設計圖紙，建立機床結構3的動力學模型，根據這個模型進行分析、綜合和計算，邊分析邊改進設計，逐步 達到預先給定的設計要求；試驗研究方法是對機床的具體結構進行動態測試，根 據測試數據進行動力分析，找出限制機床動態性能提高的薄弱環節為改進設計提 供依據；兩種相結合的方法是以測試數據為基礎，建立機床結構的力學模型，再 根據這個力學模型進行動力分析和動力設計，這樣做可以預測改進設計的效果， 有效地達到改進設計的目的。下面就這三種方法做簡單介紹。隨著現代科學技術的發展和工藝水平的提高，機床產品和設備不斷向高速、 高效、精密、輕量化和自動化方向發展，對機床的要求越來越高。這些性能要求 與機床的動態特性有著十分密切的關系，改善機床動態特性，可以提高機床的抗 振性能、加工精度和效率、延長使用壽命、增加可靠性和減少機床的機械噪聲。目前，對機械結構動態性能的研究主要有三種基本方法，即有限元理論建模 及分析方法、試驗建模及分析方法、二者相結合的方法。有限元理論建模及分析方法是基于結構動力學原理，根據結構的設計方案、 圖樣、經驗知識和資料等建立起能模擬機械結構動態特性的有限元動力學模型， 而無需依賴己有的機械設備。通過對該動力學模型的分析計算，即可獲得該機械 結構各種模擬的動態特性。這不僅可以檢驗其動態特性是否滿足設計目標、是否 需要對結構進行修改，還可通過對理論模型的計算機仿真，預估結構設計及其改 進后的動力特性或對其進行動態優化設計，從而可對多種設計方案反復進行分析 比較、修改，使其動態特性逼近設計目標函數的要求。試驗建模及分析方法是通過對己有機床或其模擬試驗裝置進行動態試驗以得 到激勵和響應信息，并根據所得信息識別振動結構模型參數的規律和方法。對大 多數問題，輸入、系統和輸出三者之間有著確定性的關系，只有少數非線性問題， 這種確定性關系才不存在。因此人們以一定假設為前提，以一定理論為基礎，以 動態試驗及其所得信息的分析理論為手段，研究得到系統辨識的多種方法，從而 可建立試驗所得的動力學模型，對其進行分析求解，即可求得其動態特性。這就 形成了試驗模態分析的理論和方法。該方法是對現有機床（或其試驗裝置)進行動 態試驗建模，因而避免了結構、各結合部連接條件及其等效動力學參數、阻尼假 設、各種邊界條件的近似及簡化，以及近似計算等帶來的誤差，故所得試驗模型 與現有機床的實際工況有較高的精度吻合，對其動態特性的模擬精度較高，這也 是該方法最突出的優點。事實上這兩種方法并無嚴格的界定，模態分析是研究結構動力特性的一種近 代方法，是系統辨別方法在工程振動領域中的應用[9]。模態是機械結構的固有振 動特性，每一個模態具有特定的固有頻率、阻尼比和模態振型。這些模態參數可 以由計算或試驗分析取得，這樣一個計算或試驗分析過程稱為模態分析。這個分 析過程如果是由有限元計算的方法取得的，則稱為計算模態分析；如果通過試驗 將采集的系統輸入與輸出信號經過參數識別獲得模態參數，稱為試驗模態分析。 有限元模態分析方法在當今迅速發展，其分析軟件種類繁多，對于解決單一機床 零部件的動力分析己達到一定的精度可用于單一零部件的動力優化設計，但對于 機床整機復雜的結合體、運動體等進行CAE理論模態分析，難于解決機床整機結 構動力優化設計，特別是對各結合面的剛度、阻尼分布難于建立與實際相一致的 數學模型和物理模型。在實際分析中試驗模態分析法能及時的對動力學模型進行 結果檢驗并補充修正，能比較真實的反應實際情況，故通常都會采用試驗模態進 行動態特性分析。 *理論與試驗相結合的方法把機械結構有限元理論模態分析的正過程和試驗模 態分析的逆過程有機地結合起來，并根據實際需要交替反復應用，從而實現了機 械結構的動力修改至動態優化設計的全過程，以求得系統最優的數學模型及其最 優的動態特性模態分析，稱為理論——試驗模態分析。該方法進一步擴大了前兩 種方法工程應用的范圍并顯著提高其工程應用的效果，己成為目前的發展方向。本文采摘自“VMC1060型立式加工中心試驗模態分析”，因為編輯困難導致有些函數、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！本文由海天精工整理發表文章均來自網絡僅供學習參考，轉載請注明！