[發明專利]基于切削激勵的機床結構模態比例因子獲取方法

有效

• 申請號: 201110444386.1
• 申請日: 2011-12-27
• 公開（公告）號: CN102564786A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 李斌;毛新勇;劉紅奇;彭芳瑜;毛寬民;黃俊斌;蔡輝;羅博;白向賀
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: G01M99/00
• 分類號: G01M99/00
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 朱仁玲

技術領域

本發明涉及數控裝備結構模態參數分析技術領域，尤其涉及一種基于切削激勵的機床結構模態比例因子獲取方法。?

背景技術

傳統實驗模態分析技術能夠得到完整的模態參數，包括固有頻率、阻尼比、模態振型向量和模態比例因子。但對于大型結構(如橋梁、高樓和重型機床)，傳統實驗模態分析技術的激勵方式難以實施，利用其它易于實施的隨機激勵(如環境激勵)作為激勵方式的工作模態分析方法得到了重視。工作模態分析方法中，假設輸入激勵為幅值恒定的白噪聲隨機激勵，推導出其互功率譜矩陣與頻響函數矩陣有相似的表達式，可通過互功率譜矩陣辨識出部分的模態參數。?

現有的工作模態分析方法中，能夠辨識結構的固有頻率、阻尼比和模態振型向量這些模態參數，但無法得到模態比例因子。由于現有工作模態激勵不是人為激勵，無法控制激勵力的自功率譜的位置，難以測量和估計實際激勵力的能量大小，無法直接從互功率譜矩陣中得到模態比例因子，不能得到結構完整的頻響函數。?

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于切削激勵的機床結構模態比例?因子獲取方法，其激勵通過脈沖切削方式實現對機床結構的人為激勵，該激勵力作用于刀具刀尖點，并且通過計算切削力能夠估計激勵力的能量大小，繼而從互功率譜矩陣中獲取模態比例因子。?

本發明是通過以下技術方案實現的：?

一種基于切削激勵的機床結構模態比例因子獲取方法，包括以下步驟：?

(1)選擇脈沖切削方式，脈沖切削方式包括銑削、車削和鏜削凸臺：?

(2)建立與脈沖切削方式對應的切削力模型，根據切削力模型生成切削參數，并隨機生成凸臺參數：?

(3)根據切削參數和凸臺參數計算切削力的自功率譜[G_XX(jω)]，并判斷自功率譜的頻寬是否覆蓋期望的頻帶范圍，若頻寬覆蓋期望的頻帶范圍，則進入步驟(4)，否則提高主軸轉速的取值范圍，或減小凸臺壁厚序列的取值范圍，并返回步驟(2)；?

(4)判斷自功率譜的能量是否大于一閾值能量，若能量大于閾值能量，則進入步驟(5)，否則提高背吃刀量和每齒進給量的大小，并返回步驟(2)；?

(5)根據所選的切削參數生成數控指令代碼，以控制機床加工待切削試件；?

(6)測量機床的響應信號，并根據以下公式計算響應信號的互功率譜矩陣；?