国家自然科学基金(50905004)
- 作品数：14 被引量：88H指数：8
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- 相关机构：北京工业大学西安建筑科技大学更多>>
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- 相关领域：机械工程理学一般工业技术金属学及工艺更多>>
- 机械结合部动态刚度辨识与实验研究被引量：17
- 2012年
- 机械结合部动态特性参数辨识最常用的方法是频响函数法。然而,实测频响函数数据即使经过降噪处理,仍受到噪声的污染,使得在数值运算时导致辨识结果出现不适定性。为解决这一问题,使得辨识结果能够真实反映结合部特性,提出采用条件数方法对实验数据进行处理之后,再进行参数辨识。为使条件数足够小,采取求平均值的办法,将条件数大于平均值的频率剔除,只保留状态值小于平均值的频率,将所保留下的频率进行比较,找出有交集的频率,并在这些频率下进行参数辨识,从而能够避免发生不适定问题。从仿真算例、实验研究结果表明,条件数法能够解决利用频响函数法辨识结合部参数时出现的不适定问题,从而提高了辨识精度。
- 李玲蔡力钢郭铁能赵永胜蔡安江
- 关键词：参数辨识频响函数条件数
- 基于频响函数辨识机械结合部动态参数的研究被引量：18
- 2011年
- 进行机械结构的动力分析与动态优化设计时,为获得比较准确的结构边界条件,结合部参数辨识成为其中一项关键技术。结合工程实际,应用频响函数辨识结合部刚度与阻尼参数的方法进行参数识别,对能否获取完备频响函数进行了研究,并作出相应的求解策略。该方法避开了对频响函数直接求逆,运用最小二乘原理将矛盾方程转化为定解方程,保证了数值计算的稳定。一般情况下,结合部处绝对阻尼值要远远小于绝对刚度值,为了更准确地辨识出阻尼值,需采用对阻尼进行二次辨识。该方法具有一定的工程实用价值,而且辨识过程简单。算例证实了该方法具有很高的辨识精度。
- 郭铁能李玲蔡力钢刘志峰赵永胜杨坤
- 关键词：频响函数参数辨识
- 栓接结合部动态特性研究进展被引量：19
- 2013年
- 栓接结合部是机床中最为典型的一种结合部形式,其影响因素众多,作用机理极其复杂,直接影响机床的整体性能,研究其动静态特性对整机的创新设计和自主研发具有重要意义。在过去三十多年时间里,众多学者开展栓接结合部特性研究,进一步明确了其内部机理和主要影响因素,但真正建立其本构模型、获取通用性数据仍存在困难,因此,有必要对现有研究成果进行系统分析和深入总结。早期研究是从栓接结合部等效线性化特性开展,近些年来其非线性特性越来越受到重视,这是由栓接结合部具有强非线性特性的本质决定的。以这两种研究思路为脉络,从栓接结合部的基础试验及理论研究、物理模型建立及参数辨识和工程应用展开综述,比较各研究提出的假设及其优缺点,总结研究所存在的不足,并对未来研究趋势进行展望。
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- 关键词：动态特性
- 高强栓接结构对分段式重载横梁动态特性的影响被引量：1
- 2012年
- 针对高强栓接连接的超跨距分段式横梁与整体式横梁,以某机床厂生产的重型龙门数控机床三段式栓接重载横梁为研究对象,在横梁3种安装方式下分别对其进行动力学实验,并且利用三维建模软件与有限元软件对相应的整体式横梁进行了建模与分析.通过对照测试结果与分析结果,探究了栓接结合部对横梁动态特性的影响.结果表明:分段式横梁在3种情况下的动力学特性与整体式横梁并无显著差别,横梁栓接结合部对横梁动力学特性的影响较小.
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- 基于不完备频响函数辨识结合部等效参数的研究被引量：11
- 2011年
- 研究了输出信息不完备情况下结合部等效动力学参数的辨识问题,阐述了一种较为通用的结合部等效动力学参数辨识方法。首先采用实验与有限元法相结合,辨识出试验中难以获取的频响函数,构造出完备频响函数。然后通过完备频响函数,运用迭代算法辨识出结合部等效动力学参数。在辨识过程中,建立损失函数模型,将问题转化为求解损失函数的最小值问题。该方法不需要求出模态参数,所以同样适用于大阻尼系统或者模态密集系统的结合部参数辨识。由于只需部分易测的频响函数,所以具有很好的工程应用性。最后通过算例验证了本方法具有很高的辨识精度。
- 蔡力钢李玲郭铁能刘志峰赵永胜
- 关键词：参数辨识频响函数有限元法损失函数
- 栓接结合部动态特性辨识方法被引量：12
- 2013年
- 由于栓接结合部自身非线性特性、测试时噪声信号的干扰以及求解时引起数值误差的影响,使得在利用频响函数(Frequency response functions,FRFs)进行参数辨识时会出现不适定问题。为避免产生不适定问题,使得辨识结果更能真实反映栓接结合部特性,利用子结构综合法建立法向与切向栓接结合部动力学模型,并利用加权函数法使每个辨识方程式的系数都维持在同一水准。运用FRFs法对栓接结合部等效动力学参数进行辨识,并将其作为初始值,采用迭代法求出栓接结合部参数在整个频段的灵敏度,根据灵敏度确定选取的试验数据,再进行参数辨识。通过试验研究比较,结果表明采用频响函数辨识栓接结合部等效参数时,利用灵敏度法能够提高辨识精度,消除辨识时不适定问题的产生。
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- 关键词：参数辨识频响函数
- 不同预紧力下栓接结合部切向等效特性被引量：4
- 2013年
- 由于栓接结合部对整体结构的动态特性影响很大,因此如何建立准确的等效动力学模型是必须解决的首要问题。根据整体结构的边界条件和连接条件,利用结构的对称性,将设计的模型等效为栓接结合部和一端带集中质量的匀质Timoshenko梁,考虑端部转动惯量效应和第2阶模态振型的特征,建立整体结构的栓接结合部切向等效动力学力学模型。根据Timoshenko梁的振型特征,利用不同预紧力下的模态实验获得整体结构的第2阶固有频率和阻尼比,辨识出栓接结合部切向刚度与阻尼参数随预紧力的变化规律。将辨识结果耦合到整体结构中,用获得整体结构的第2阶固有频率与实验进行比较,最大误差仅为1.05%,这说明辨识出的栓接结合部切向等效动力学参数是正确的。
- 李玲蔡力钢蔡安江郭铁能赵永胜
- 关键词：TIMOSHENKO梁有限元法
- 不同预紧力下栓接结合部法向等效特性被引量：3
- 2013年
- 为了充分体现栓接结合部法向动态特性,将模型等效为匀质杆,并利用整体结构的边界条件、位移相容条件和作用力平衡条件建立栓接结合部法向等效动力学模型;然后,通过模态实验获得整体结构在不同预紧力下的一阶固有频率和阻尼比,辨识出在不同预紧力下栓接结合部等效刚度与阻尼的变化规律;最后,利用ANSYS有限元软件建立含有栓接结合部的整体结构模型,并与实验获得的整体结构一阶固有频率和振型进行比较,最大误差仅为4.73%,从而验证了该方法的正确性.同时,研究发现:随着预紧力的增加,等效刚度和阻尼也随着增加,当预紧力达到一定时,等效刚度和阻尼参数的变化趋势逐渐减小,并且结合部对整体结构的影响很大,尤其是在预紧力较低的情况下结合部的特性对整体性能影响更大.
- 李玲蔡力钢郭铁能赵永胜刘志峰
- 关键词：参数辨识
- 装卡方式对超跨距横梁z向导轨面起拱曲线加工的影响被引量：2
- 2013年
- 通过有限元方法对横梁的加工和安装过程进行了建模,充分考虑了测量方式的不同对起拱曲线的影响,分析横梁不同加工装卡方式与安装方式下起拱曲线的区别,发现了加工起拱曲线后的横梁仍未达到机床精度要求的原因,指出加工横梁z向导轨面起拱曲线时装卡方式与横梁实际工作时安装条件存在较大差别情况下,不能按照安装条件下计算得到的横梁起拱曲线直接加工.文章针对现有的装卡条件,对起拱曲线进行了补偿,克服了由装卡方式的不同带来的加工误差.
- 郭铁能崔亚辉蔡力钢于学利
- 关键词：有限元
- 耦合结合面特性的重型数控龙门机床的建模被引量：1
- 2013年
- 针对重型数控龙门机床中存在的大型结合面,提出了一种结合面建模的新方法.该方法基于有限元理论,对结构件和结合面分别进行建模.在结构件建模中将连续体有限元离散,在2个结构件结合面处划分足够密集且一一对应的单元和节点;在结合面建模中,采用2节点12自由度的单元对2个结构件结合面一一对应的节点进行连接,建立了2个子结构结合面处节点间拉伸、压缩与扭转关系的结合部空间单元模型,完成了结合部建模和子结构模型耦合.利用该方法并基于HYPERMESH和ANSYS软件实现了耦合结合面特性的某重型数控龙门机床的建模和分析.与忽略结合面特性的机床模型进行仿真分析和实验测试数据对比,验证了耦合结合面特性建模方法的有效性,解决了耦合结合面特性的龙门机床建模问题.
- 郭铁能于学利李富平蔡力钢郭东亮
- 关键词：有限元结合面
