[發明專利]剛度參數計算方法、裝置、計算機設備和存儲介質

在審

• 申請號: 201910068576.4
• 申請日: 2019-01-24
• 公開（公告）號: CN110008500A
• 公開（公告）日: 2019-07-12
• 發明（設計）人: 陳百強;李寧;翟學濤;高云峰
• 申請（專利權）人: 大族激光科技產業集團股份有限公司;深圳市大族數控科技有限公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 何平

本申請涉及一種剛度參數計算方法、裝置、計算機設備和存儲介質。所述方法包括：對裝配體進行模態測試，獲得裝配體的多階測試模態振型和測試頻率；其中，所述裝配體包括第一部件和第二部件，所述第一部件和第二部件相互結合的部位為結合部；將所述裝配體的三維模型導入有限元模型中，并根據所述結合部設置初始剛度參數，獲得所述裝配體的多階仿真模態振型和仿真頻率；當多階所述仿真模態振型與所述測試模態振型相同，且相應的所述仿真頻率與所述測試頻率的誤差均小于閾值時，將所述初始剛度參數作為最終剛度參數。采用本方法能夠準確評價機床結合部的動力學特性，為確保機床的精度和成本提供理論依據。

技術領域

本申請涉及計算機仿真技術領域，特別是涉及一種剛度參數計算方法、裝置、計算機設備和存儲介質。

背景技術

機械結構是由許多零部件按一定功能要求結合起來的整體，零部件之間相互結合的部位為結合部。結合部均屬于柔性結合，當結合部受到復雜動載荷作用時，結合部之間會產生多自由度、有阻尼的微幅振動，從而表現出既儲存能量又消耗能量的柔性結合的特性。這種特性將對機械結構的性能產生顯著影響，通常表現為剛度降低、阻尼增加，從而導致機械結構固有頻率降低、振動形態復雜化。機床上存在大量的結合部，如導軌和滑塊、絲杠和螺母等，其中一種重要結合部形式為直線導軌與滑塊的結合方式，其中直線導軌滑塊的作用是限制機床上運動體的導向，它通過滾動體在滾道中的滾動實現導軌和滑塊間的接觸和連接。

由于在研究機床結合部的動力學特性的過程中，需要考量的參數很多，考量的參數包括材質、形狀尺寸、初始面壓、滾動體的接觸形態、介質狀態等，因此完全建立起能夠真實反映結合部動力學性能的力學模型非常困難，進一步難以保證機床的精度和成本。

發明內容

基于此，有必要針對上述技術問題，提供一種能夠準確評價機床結合部的動力學特性的剛度參數計算方法、裝置、計算機設備和存儲介質。

一種剛度參數計算方法，所述方法包括：

對裝配體進行模態測試，獲得裝配體的多階測試模態振型和測試頻率；其中，所述裝配體包括第一部件和第二部件，所述第一部件和第二部件相互結合的部位為結合部；

將所述裝配體的三維模型導入有限元模型中，并根據所述結合部設置初始剛度參數，獲得所述裝配體的多階仿真模態振型和仿真頻率；

當多階所述仿真模態振型與所述測試模態振型相同，且相應的所述仿真頻率與所述測試頻率的誤差均小于閾值時，將所述初始剛度參數作為最終剛度參數。

在其中一個實施例中，所述對裝配體進行模態測試，獲得裝配體的多階測試模態振型和測試頻率包括：在所述第一部件設置多個測點；根據所述測點，獲得多組激勵和加速度響應；根據多組所述激勵以及對應的加速度響應，計算所述裝配體的傳遞函數；根據所述傳遞函數，獲得所述裝配體的多階測試模態振型和測試頻率。

在其中一個實施例中，所述方法還包括：當多階所述仿真模態振型與所述測試模態振型相同，且相應的所述仿真頻率與所述測試頻率的誤差均大于或等于所述閾值時，調整所述有限元模型中初始剛度參數，直至獲得的所述裝配體的仿真頻率與所述測試頻率的誤差均小于所述閾值。

在其中一個實施例中，在所述將所述裝配體的三維模型導入有限元模型中，并根據所述結合部設置初始剛度參數，獲得所述裝配體的多階仿真模態振型和仿真頻率之前，還包括：建立所述第一部件和所述第二部件的三維模型；將所述第一部件的三維模型與第二部件的三維模型進行裝配，得到所述裝配體的三維模型。

在其中一個實施例中，所述將所述裝配體的三維模型導入有限元模型中，并根據所述結合部設置初始剛度參數，獲得所述裝配體的多階仿真模態振型和仿真頻率，包括：將所述裝配體的三維模型導入有限元模型；輸入所述裝配體中各部件的材料參數，并根據所述結合部設置初始剛度參數；根據所述材料參數和所述初始剛度參數進行模態分析，得到所述裝配體的多階仿真模態振型和仿真頻率。