机床结构建模的研究与应用

本文探讨了一种考虑结合部动态性能影响、利用设计图纸或实际结构建立机床结构动力学模型的方法。作为实际应用,对昆明铣床厂生产的X8132型万能工具铣床进行了建模的分析与计算。计算结果与对机床进行激振试验的分析处理结果是相符合的,所建立的动力学模型能较好地模拟实际结构的动态特性。

一种新型宽频减振器的试验研究及应用

本文研究了一种新型的宽频减振器——粉粒体冲击减振器.试验发现:这种减振器在15H_Z～1100H_Z 的频带内均有良好的减振效果.在此基础上,作者研究了影响减振器减振效果的几个参数.最后,将其具体地应用于一台万能工具铣床上,取得了明显的宽频减振效果,这表明该减振器有实用价值.

模态参数识别的单位脉冲响应函数法

本文详细地阐述了模态参数识别的单位脉冲响应函数法的原理和应用.在此方法中引入了“模态置信因子”的概念,用在此基础上编制的计算机程序,由单位脉冲响应的试验数据,实际地计算了机床主轴系统的模态参数.

相对伪随机激振下机床的实验模态分析

本文用实验模态分析方法,对X8132万能工具铣床的动态特性进行了分析,用相对伪随机激振法进行了动态特性试验;在数据处理机上对试验数据进行了处理;识别出了结构的模态参数,以活动图形的形式显示了模态振型.找出了铣床结构的薄弱部件,并提出了改进设计的措施.详细讨论了相关多输入系统的模态参数识别原理、相对伪随机激振原理和提高测试精度的若干措施.研究结果表明,相对伪随机激振法适用于机床结构的动态测试,具有较高的测试精度和效率.

卧式镗床主轴系统建模的研究

采用有限元法和参数识别技术，研究了卧式镗床（ＴＸ６１９Ｂ）主轴系统的建模问题，并为主轴系统的优化设计奠定了良好基础。

机械结构有限元建模动态凝聚技术的应用

探讨了较为实用的模态凝聚法在求解结构动力特性时的误差问题。实践表明，利用模态凝聚技术对复杂机械结构有限元模型的自由度进行大幅度减缩后，其动力特性的计算精度与保留的模态数以及阻尼的大小有关。

振动台上冲击消振器垂直双面冲击运动研究

本文对固定在简谐振动台面上的冲击消振器垂直双面冲击运动进行了理论与实验研究。

用振动和噪声信号诊断汽车变速箱齿轮故障的研究

在深入阐明应用振动与噪声信号诊断齿轮故障机理的基础上，通过对测取的齿轮正常和故障运行状态下的振动与噪声信号进行分析处理，研究了几何误差显著差异和具有典型故障的齿轮系统的振动与噪声信号的频域图象特征及其识别技术，并作了特征参数的提取同时。

机床结合部参数的有效识别方法

在机械阻抗综合法的基础上推导出一种直接利用结构实测频响函数识别结合部参数的方法，通过多频率点的最小二乘法消除噪声的影响，提出了当结合面响应不能直接测量时的处理办法．该方法原理清晰，不需预先建立结构的解析模型（如有限元模型），试验及测试计算都较为方便，尤其适用于大型复杂组合结构（如机床）结合部参数的识别．该方法在云南省科委八五攻关项目《Ｘ８１４０铣床动态设计》中用于对昆明铣床厂试制新产品×８１４０样机八个主要结合部参数的识别，得到了比较满意的结果．

卧式镗床主轴系统建模的研究

研究了具有典型三层套结构的卧式镗床主轴系统的建模问题。

垂直振系冲击消振器双面冲击消振理论

冲击消振器是一类结构简单,应用较广的消振装置.迄今对广泛存在的垂直主振系,还没有一个较为实用的冲击消振理论.本文基于单自由度主振系冲击消振后仍作近似谐振动的条件,提出了一个冲击消振理论.该理论可较方便地用于消振振幅及消振器冲击体质量、冲程的计算.通过一个示例说明了该理论的应用,得到消振器设计的一些原则.

求解一类柱体在平面上微幅摆动固有频率的一般方法

作者基于求解一类等截面柱体在平面上微幅摆动固有频率的一般方法——曲率圆法(简称C—C法),得到计算固有频率的一般公式。只要求得柱体截面曲线在平衡点的曲率半径R及该平衡点至截面形心的距离P和截面形心的回转半径ρ,利用该公式便可简捷地算得固有频率。作为例子,用一般公式求得了椭圆、抛物线、摆线截面柱体微幅摆动的固有频率,且与L-P摄动方法之结果作了比较,表明据C-C法所得一般公式简单,实用且具足够的精度。

椭圆柱体在平面上摆动固有频率的近似计算方法

本文给出了匀质椭圆柱体在平面上作无滑动的微幅摆动之固有频率的两种近似计算方法,得到两个固有频率的计算公式。计算结果与实验所得数据吻合良好。其中第二法引入曲率圆的想法,可用以计算具复杂轮廓的匀质柱体在平面上作微幅摆动的固有频率,方法简单。

振动台上冲击消振器垂直双面冲击运动研究

冲击消振器是一类结构简单、应用较广的消振器,但其设计迄今仍主要靠反复试验。本文对固定在简谐振动台面上的冲击消振器垂直双面冲击运动进行了理论与实验研究。结果表明:本文的理论分析可靠,从而为用两步法建立一类垂直振系的实用冲击消振理论奠定了基础。

水轮发电机定子机座有限元分析与尺寸优化

定子机座是水轮发电机中固定定子铁芯并支承上机架的重要部件,在结构设计中,应在保证其强度、刚度和动态特性的要求下,实现结构轻量化.以定子机座为研究对象,建立有限元模型,对强度、刚度和动态特性进行分析计算.基于结构尺寸优化设计方法,选择定子机座结构的板厚为设计变量,以正应力和刚度两种设计指标作为约束条件,对其进行以质量最小为目标的优化设计.采用复合形法进行寻优迭代,得到定子机座尺寸优化结果.轻量化设计后定子机座的最大应力及最大位移均在许用值范围内.模态分析表明:优化后结构的动态特性满足设计要求.轻量化设计使定子机座结构的质量减小了1890kg,减重率达24.2%,材料的潜力得到充分利用,实现了轻量化目标.优化结果在厂方的定子机座改进设计中得到应用,经满负荷运行及现场测试,其动力特性均满足要求.

基于尺寸优化的水轮发电机上机架轻量化设计

上机架是水轮发电机中的重要承载部件。以上机架为研究对象,建立有限元模型,对其强度、刚度和动态特性进行仿真分析。基于结构尺寸优化设计方法,选择上机架结构的8种板厚为设计变量,以正应力和刚度两种设计指标作为约束条件,进行以其质量最小为目标的优化设计。通过复合形法进行寻优迭代,得到上机架优化设计结果。轻量化设计后上机架的最大应力及最大位移均在许用值范围内,其动态特性满足设计要求。上机架结构的质量减小527 kg,减重率达25. 5%,实现了轻量化目标。

胀断连杆材料C70S6的力学性能试验

对应用于连杆胀断的锻钢材料C70S6进行了试验研究,得到了材料的力学性能参数,获取了材料的应力-应变曲线,建立了材料的本构关系。

连杆胀断加工过程数值模拟

连杆胀断加工技术是目前国际上连杆生产的最新技术,是对传统的连杆加工工艺的重大变革,具有加工工序少、设备投资小、制造成本低、产品质量好、装配精度高、承载能力强等诸多优点,其研究开发与推广应用对我国发动机行业提高产品质量具有重要意义。本文针对目前世界上广泛应用于连杆胀断的锻钢材料C70S6,在MSC.Marc大型非线性有限元软件平台上,通过二次开发,利用单元死活技术,对VM发动机连杆的胀断工艺过程进行了数值模拟,获得了不同胀断速度和不同应力槽结构尺寸下的胀断力,并进一步模拟了施加背压力对连杆胀断的影响,分析结果表明,在胀断过程中施加背压力能有效提高连杆的胀断质量。

卧式镗床主轴系统结合部的参数识别

研究了卧式镗床主轴系统在实际安装条件下结合部等效参数的识别方法，利用此法识别了ＴＸ６１９Ｂ主轴系统各结合部的等效物理参数，为建立其动力学模型和动态优化设计提供了理论依据。

基于模态柔度和能量分布的机床动态优化设计

使机床切削点动柔度最大值在整个工作频率范围内最小,是机床实现无颤振稳定切削和高精度切削加工的要求,也是对其进行动态优化设计所应达到的目标。基于模态柔度和能量分布的机床结构动态优化设计原理,实现了一种以降低切削点交叉动柔度值为目标的优化方法。该方法利用切削点交叉动柔度与模态柔度的关系,首先寻找薄弱模态,再分析薄弱模态上各部件和环节的能量分布,确定该模态上的薄弱环节,然后在一定的约束条件下,改进这些环节的设计参数,从而实现优化目标。以某型万能工具铣床为例,在整机建模分析计算的基础上,阐述了该优化方法的具体应用。通过模态柔度和能量分布计算,判明该机床的薄弱环节是横梁-水平主轴体系统,针对薄弱环节设计参数的改进实现其质量和刚度的优化,优化后的静柔度和模态柔度都有较大的降低,而固有频率则相应提高,切削点动柔度的最大值降低近18%。并在此基础上进行结构改进设计,改进前后机床的谐响应分析和切削试验对比结果表明优化方法有效地改善了机床的动态性能,再生颤振稳定性得到大幅提高。