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模态参数的识别方法

模态参数识别是试验方法建模过程中最主要的环节。模态参数识别就是采用 实测数据通过某种误差准则极小的优化算法,确定布局系统的模态参数,其中包 括模态固有频率、模态阻尼比、模态质量、模态刚度及振型等。目前常用的模态 参数识别算法分为频域法、时域法及时一一频域法三大类

频域总体曲线拟合法

以上的方法中,大多是用每个测点所得的频响函数测试值,单独进行曲线拟 合,而后,得到各阶模态频率、阻尼、留数的估值。不同测点同阶模态参数理论 上应该是不异的。但是由于模型和测量都存在误差,因此,不同测点所识别的模 态参数往往并不完全不异,特殊是阻尼和留数的估值比固有频率更难确定,并且 留数和阻尼估值又是相关的,阻尼有较大误差,势必导致留数估值有较大误差。

悬挂位置、激励点和响应点的分布

测试点所测得的信息要求有尽可能高的信噪比,因此,测试点不应该靠近节 点。留意到实际上使用的一般都是加速度传感器。实际测得的都是加速度信号、 因此在最佳测试点的位置,其平均驱动自由度加速度的值应该较大。确定最佳测 试点的方法通常用 El (Effective Independence)法[48]。

相干性、互易性查验和测试成果及模态参数识别

为验证这一特性,把加速度计别离摆放在工作台、立柱、主轴箱、床身然后 用力锤敲击主轴,测量各点响应信号,然后两点交换后不雅察看,操作B&K3660C Pulse LAN-XI动态数据采集系统的对采集到的频响函数进行阐发[51][52],若频率、相位 一致即说明该立式加工中心可以近似被认为是一线性系统。具有互异性。如下是 其中一测点的数据:

薄弱环节阐发及改进方案

本章先简单介绍了对VMC1060立式加工中心进行试验模态阐发所需的仪器 设备,以及试验过程中的相关传递函数测试。通过模态阐发软件对传递函数进行 曲线拟合,识别得到机床整机的试验模态参数。最后对机床的薄弱环节进行了简 单阐发,并提出了初步的修改意见。

试验模态阐发在机床布局阐发中的应用

机床动态特性的试验研究包罗[13][2°][21]:动态测试、模态阐发、确定薄弱环节 以及切削试验等,按照需要采纳相应办法用以实现布局动态特性优化,是理论分 析和动态试验密切结合的过程。机床动态特性中起主要作用的是少数低阶模态, 只要能精确地测试和识别出这些模态的参数,就可较精确地反映机床布局的动态 特性。试验模态阐发技术通过对布局进步履态试验,识别布局的模态参数,成立 模态模型,用图形显示布局振动形态,按照布局的实际使用情况,找出薄弱的环 节,为布局动力修改提供可靠的信息。其阐发成果主要依靠于实际的测试数据和 阐发手段选择的合理性。
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