楊天輝 湯金金

摘要：基于對(duì)表面樣本的實(shí)驗(yàn)?zāi)B(tài)分析和模態(tài)模式之間的組合對(duì)擬合，利用兩個(gè)固有頻率來(lái)減小與其算法對(duì)應(yīng)的目標(biāo)的平方和之間的差異并識(shí)別特征參數(shù)。相應(yīng)的軟件是采用表面法進(jìn)行編制。利用該參數(shù)預(yù)測(cè)了由兩列構(gòu)成的結(jié)構(gòu)體系的固有頻率，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了預(yù)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

關(guān)鍵詞：預(yù)測(cè)機(jī)械產(chǎn)品；結(jié)合面；特性；優(yōu)化識(shí)別；方法

1、前言

接觸表面的接觸剛度和接觸阻尼對(duì)整機(jī)的性能影響很大，尤其是對(duì)動(dòng)態(tài)響應(yīng)的影響較大。最薄弱的環(huán)節(jié)就是機(jī)械系統(tǒng)。因此，通過(guò)正確識(shí)別組合曲面的特征參數(shù)來(lái)準(zhǔn)確預(yù)測(cè)整個(gè)機(jī)器的性能是一個(gè)先決條件。盡管許多學(xué)者對(duì)組合曲面的組合進(jìn)行了大量的深入研究，機(jī)理和特征參數(shù)識(shí)別等，至今尚未充分把握特征與表面特征相結(jié)合的原因，這是造成影響因素復(fù)雜性的原因。

2、影響特征的主要因素

通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)研究的數(shù)量和理論分析，影響某些特征組合的主要因素分為三類：（1）零件的結(jié)構(gòu)和尺寸，緊固螺釘?shù)臄?shù)量和分布；（2）復(fù)合材料表面的加工方法，加工精度和粗糙度；工作條件，包括表面壓力分布和中間介質(zhì)。元素1）反映了剛度s和部件連接部分的阻尼特性，而不是復(fù)合材料表面的本質(zhì)特征。然而，組合曲面不能單獨(dú)存在，不能識(shí)別出接頭表面參數(shù)。因此，將表面特征與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相結(jié)合是分開(kāi)的，并討論了表面特征參數(shù)研究中的關(guān)鍵問(wèn)題。我們認(rèn)為最好的方法是在平面復(fù)合材料中建立精確的有限元模型元素2）反映了復(fù)合材料表面的基本屬性，因素3）反映了組合的工作環(huán)境。隨著生產(chǎn)設(shè)備條件和企業(yè)組裝條件的不同，復(fù)合材料表面的參數(shù)也隨著這些變化而變化兩個(gè)因素。因此，通過(guò)各種組合平面模型的參數(shù)識(shí)別來(lái)獲得一組通用的關(guān)節(jié)面參數(shù)是非常困難和不切實(shí)際的。然而，根據(jù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的要求，使用這些參數(shù)作為企業(yè)信息在產(chǎn)品性能預(yù)測(cè)的條件下有限制造的情況確定樣本表面模型的復(fù)合模型的參數(shù)。有限元分析根據(jù)這一觀點(diǎn)，為了預(yù)測(cè)機(jī)器的固有頻率，本文所述的參數(shù)辨識(shí)方法被用來(lái)確定接觸剛度模型在六自由度組合方向上的預(yù)測(cè)。用于預(yù)測(cè)基柱結(jié)構(gòu)體系的固有頻率。有限元分析系統(tǒng)的固有頻率與測(cè)量值之間的誤差非常小說(shuō)明了本文提出的方法的正確性和實(shí)用性。

3、界面參數(shù)識(shí)別方法

3.1建立復(fù)合材料表面樣品的有限元分析模型。本研究樣品為箱形截面，Ⅱ型單元為薄殼和梁模擬，單元?jiǎng)澐謶?yīng)正確反映由于本研究主要用于預(yù)測(cè)結(jié)構(gòu)體系的固有頻率，因此接觸面的阻尼對(duì)固有頻率影響不大，因此忽略了阻尼器的數(shù)目，尺寸和分布。緊固螺釘對(duì)復(fù)合材料表面參數(shù)有顯著影響。本文建立了具有12個(gè)自由度的接頭單元。當(dāng)樣品處于自由狀態(tài)時(shí)，邊界條件與有限元模型一致振動(dòng)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ停虼四Ｐ蜎](méi)有邊界約束。因此，在有限元分析結(jié)果和實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ街泄泊嬖诹鶄€(gè)剛體運(yùn)動(dòng)模式。

3.2選擇組合板的初始接觸剛度并用有限元方法分析模型。為了準(zhǔn)確地識(shí)別結(jié)合面參數(shù)，輸出輸出為16-20模式和固有頻率。有學(xué)者認(rèn)為，整合了“總彈性機(jī)總彈性”四川省臺(tái)灣阻尼機(jī)總阻尼書(shū)，以建立動(dòng)力學(xué)模型對(duì)結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)性能進(jìn)行分析和優(yōu)化，必須結(jié)合表面動(dòng)態(tài)參數(shù)的精確測(cè)量，結(jié)合接觸剛度和接觸阻尼。

3.3實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明復(fù)合材料表面樣品的模態(tài)和固有頻率。采用HP3562A型動(dòng)態(tài)信號(hào)分析儀進(jìn)行研究，激勵(lì)方式為單點(diǎn)脈沖激勵(lì)拾取點(diǎn)的離子取決于識(shí)別彎曲和扭轉(zhuǎn)模式的三倍和三倍的能力?，F(xiàn)在一些研究人員在建立機(jī)械結(jié)構(gòu)的有限元模型時(shí)，往往將界面簡(jiǎn)化為剛性連接，通常這個(gè)過(guò)程不符合結(jié)構(gòu)的實(shí)際情況，有限元模型能夠準(zhǔn)確模擬真實(shí)結(jié)構(gòu)的子結(jié)構(gòu)合成技術(shù)是一個(gè)重要原因。結(jié)合表面參數(shù)來(lái)表示子結(jié)構(gòu)的耦合條件和表面參數(shù)之間的不確定性，不能進(jìn)行子結(jié)構(gòu)合成。

3.4實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ秃陀邢拊治瞿Ｐ偷臄M合計(jì)算。實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ胶陀邢拊治瞿Ｊ脚c常規(guī)頻率測(cè)試和有限元分析結(jié)果一致。組合機(jī)理非常復(fù)雜，難以獲得可靠的表面參數(shù)通過(guò)聯(lián)合表面模型試驗(yàn)和理論分析，直接應(yīng)用結(jié)構(gòu)動(dòng)力試驗(yàn)結(jié)果與地面參數(shù)相結(jié)合已成為尹先生感興趣的一種方法。 “元下組”所提出的幫助和饑餓識(shí)別方法需要充分利用該模式的結(jié)構(gòu)。復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，完整的測(cè)量結(jié)構(gòu)模式是非常困難的，有時(shí)甚至是不可能的，因此，識(shí)別方法只能應(yīng)用于簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)（例如袁景霞“綜合運(yùn)用有限元法結(jié)合凝固技術(shù)識(shí)別表面參數(shù)的方法并不需要測(cè)量完整的結(jié)構(gòu)型式”，然而，有限元模型的結(jié)構(gòu)這種方法所需要的部件是預(yù)先設(shè)定的并且更加復(fù)雜，建立一個(gè)精確的結(jié)構(gòu)構(gòu)件有限元模型也是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)，這是建立在本文中的有限元模型。不可避免的是，表面參數(shù)是不可信的，如何利用結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)來(lái)識(shí)別接頭的參數(shù)是一個(gè)問(wèn)題這個(gè)問(wèn)題在機(jī)械結(jié)構(gòu)的動(dòng)力分析中需要解決。

3.5界面的接觸剛度是設(shè)計(jì)變量，自然頻率與最小二乘之和的差值模型與實(shí)驗(yàn)值相同。通過(guò)優(yōu)化算法搜索接頭的最佳接觸剛度。為了設(shè)計(jì)滿足接觸剛度輸入性能參數(shù)預(yù)測(cè)需要的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。

4、結(jié)束語(yǔ)

機(jī)械零件的表面紋理特征對(duì)判斷零件具有重要的參考作用加工技術(shù)。在對(duì)紋理特征進(jìn)行提取和分析的基礎(chǔ)上，對(duì)零件表面紋理進(jìn)行數(shù)字解釋，進(jìn)行了計(jì)算分析。研究了其變化規(guī)律的紋理方向，建立了結(jié)構(gòu)模型，并提出了一種方法和過(guò)程實(shí)驗(yàn)表明，該方法能正確識(shí)別零件，并采用曲面車削，銑削，刨削和磨削四種加工方法，為測(cè)量圖像的視覺(jué)匹配尺寸開(kāi)辟了一條新途徑。

參考文獻(xiàn)

[1]陳衛(wèi)福， 趙宏林. 預(yù)測(cè)機(jī)械產(chǎn)品結(jié)合面特性的優(yōu)化識(shí)別方法[J]. 制造技術(shù)與機(jī)床， 1998（9）：5-7.

[2]陳凱康. 基于結(jié)合面接觸熱阻的電主軸熱特性分析與研究[D]. 北京工業(yè)大學(xué)， 2014.

[3]肖毅川. 考慮結(jié)合面的機(jī)床結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)特性分析與快速優(yōu)化[D]. 北京工業(yè)大學(xué)， 2014.

[4]И.Н.Бурибаева， 王惠中. 研究和模擬針刺非織造材料生產(chǎn)工藝以預(yù)測(cè)產(chǎn)品物理機(jī)械性能并實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化[J]. 產(chǎn)業(yè)用紡織品， 2008， 26（3）：35-38.