高速運動下數控工具機模態參數動態變化的速度影響機制

《高速運動下數控工具機模態參數動態變化的速度影響機制》是依託華中科技大學，由李斌擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：高速運動下數控工具機模態參數動態變化的速度影響機制
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：李斌
• 依託單位：華中科技大學

中文摘要

現代工具機動力學理論認為工具機結構一定時其動力學參數（模態參數）是固有不變的，然而申請者和國內外學者最新研究發現數控工具機在運動狀態下其模態參數也是動態變化的，但目前工具機運行速度對其模態參數的影響機制尚不清楚。隨著人們對加工質量和效率的要求越來越高，在高速度、高加速度的條件下，數控裝備動力學特性已成為影響加工質量和效率的重要因素，因此，揭示工具機運動參數對工具機結構的模態參數的影響機制，探索工具機結構在高速高加速度條件下的動力學回響規律，對提升豐富工具機動力學理論、提升我國高速高精高端數控裝備動力學設計水平和裝備性能都具有重要意義。本項目擬採用自激勵模態分析新方法（申請者提出），研究運行速度相關的結構動力學特性的表征方法，研究速度對固有頻率頻移、模態參與因子變化等的影響機制，進而通過構建的數控工具機結構模態參數速度譜，揭示多軸運行下工具機結構複雜振動回響的運行參數相關映射關係。

結題摘要

目前數控工具機結構動力學特性分析是在工具機結構靜態情況下進行的，並且認為動力學參數是不變的，然而最新研究發現，數控工具機在運動狀態下其結構的模態參數是動態變化的，但目前工具機運行速度對其模態參數的影響機制尚不清楚。揭示工具機運動參數對工具機結構的模態參數的影響機制，探索工具機結構在高速高加速度條件下的動力學回響規律，對提升豐富工具機動力學理論、提升我國高速高精高端數控裝備動力學設計水平和裝備性能都具有重要意義。 在本項目中，申請者提出了一種數控工具機運行速度相關的工具機結構動力學特性的研究理論和方法，探究數控工具機運行狀態下結構模態參數動態變化的速度影響機制。主要研究內容如下①研究工具機結構速度相關動力學特性辨識的模態分析方法②研究工具機結構動力學特性的速度相關動力學特性③研究數控工具機基於運行速度的結構模態參數譜構建方法④進行基於多模態互動作用下的工具機運行過程結構複雜回響研究⑤搭建數控工具機系統模態互動作用研究實驗平台。 本項目按照研究計畫順利完成。本項目提出了工具機結構速度相關動力學特性辨識的模態分析方法，完成了工具機結構動力學特性的速度相關動力學特性研究，實現了數控工具機基於運行速度的結構模態參數譜構建，完成了基於多模態互動作用下的工具機運行過程結構複雜回響分析研究，最後建立了數控工具機系統模態互動作用研究實驗平台，揭示了工具機結構在高速高加速度條件下的動力學回響規律。