[發(fā)明專利]一種基于多點(diǎn)脈沖激勵(lì)的主軸系統(tǒng)運(yùn)行模態(tài)分析方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410340987.1
• 申請(qǐng)日: 2014-07-17
• 公開（公告）號(hào): CN104142219A
• 公開（公告）日: 2014-11-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王揚(yáng)渝;文東輝;蔡?hào)|海;陳恒
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G01M7/02
• 分類號(hào): G01M7/02
• 代理公司: 杭州斯可睿專利事務(wù)所有限公司 33241
• 代理人: 王利強(qiáng)

1.一種基于多點(diǎn)脈沖激勵(lì)的主軸系統(tǒng)運(yùn)行模態(tài)分析方法，其特征在于：所述方法包括以下步驟：

1)在主軸系統(tǒng)的刀具、刀柄及主軸上分別選取激勵(lì)點(diǎn)，利用鋼錘在選取的激勵(lì)點(diǎn)對(duì)主軸實(shí)施脈沖激勵(lì)；

選取距離激勵(lì)點(diǎn)較近且響應(yīng)信號(hào)幅值較大的響應(yīng)點(diǎn)作為參考點(diǎn)；

在所述參考點(diǎn)及反映主軸振型的各關(guān)鍵幾何模型節(jié)點(diǎn)布置響應(yīng)測(cè)點(diǎn)；

2)采集所述參考點(diǎn)和響應(yīng)點(diǎn)在脈沖激勵(lì)后產(chǎn)生的響應(yīng)信號(hào)；

3)對(duì)采集信號(hào)進(jìn)行帶通濾波，其通頻帶為感興趣的結(jié)構(gòu)模態(tài)頻率范圍；

4)求取參考點(diǎn)與響應(yīng)點(diǎn)之間的互相關(guān)函數(shù)，并構(gòu)建互相關(guān)函數(shù)不同采樣時(shí)刻數(shù)據(jù)構(gòu)成的矩陣方程組；

5)利用所述矩陣方程組求解系數(shù)矩陣；

6)識(shí)別系統(tǒng)極點(diǎn)，建立最小二乘誤差穩(wěn)態(tài)圖，求解模態(tài)振型；

7)進(jìn)行模態(tài)置信判據(jù)矩陣值計(jì)算，如果模態(tài)置信判據(jù)值不佳，則選取不同采樣時(shí)刻值，返回到步驟4)重新構(gòu)建矩陣方程組，直至模態(tài)置信判據(jù)值在預(yù)設(shè)合理區(qū)間以內(nèi)，獲得主軸系統(tǒng)模態(tài)參數(shù)。

2.如權(quán)利要求1所述的基于多點(diǎn)脈沖激勵(lì)的主軸系統(tǒng)運(yùn)行模態(tài)分析方法，其特征在于：所述方法還包括以下步驟：8)模態(tài)動(dòng)畫繪制：得出各點(diǎn)每個(gè)方向的模態(tài)振型矢量，與測(cè)點(diǎn)布置幾何模型對(duì)應(yīng)，就得到描述各測(cè)點(diǎn)x、y、z方向上的相對(duì)振幅的模態(tài)振型動(dòng)畫。

3.如權(quán)利要求1或2所述的基于多點(diǎn)脈沖激勵(lì)的主軸系統(tǒng)運(yùn)行模態(tài)分析方法，其特征在于：所述步驟4)中，按照式(1)計(jì)算結(jié)構(gòu)響應(yīng)點(diǎn)j和參考點(diǎn)i之間的互相關(guān)函數(shù)

Rij(τ)=∫oTxi(t)xj(t+τ)dτ---(1)]]>

式中，R_ij(τ)為響應(yīng)點(diǎn)j和參考點(diǎn)i之間的互相關(guān)函數(shù)，T為測(cè)試時(shí)間，x_i(t)為參考點(diǎn)的加速度響應(yīng)信號(hào)，x_j(t)為響應(yīng)點(diǎn)的加速度響應(yīng)信號(hào)，τ為時(shí)間間隔；

對(duì)結(jié)構(gòu)響應(yīng)點(diǎn)j和參考點(diǎn)i之間的互相關(guān)函數(shù)R_ij(τ)按照時(shí)間間隔Δt采樣，并將其表示為復(fù)模態(tài)形式

Rij(kΔt)=Σr=1NCrijexp(λrkΔt)---(2)]]>

式中C_rij為與第r階模態(tài)相關(guān)的常系數(shù)；N為待識(shí)別模態(tài)階數(shù)；Δt為采樣時(shí)間間隔；λ_r為系統(tǒng)極點(diǎn)；

將系統(tǒng)極點(diǎn)λ_r表達(dá)為式中ξ_r為第r階模態(tài)阻尼比；ω_r為第r階模態(tài)無阻尼固有頻率。