基于能量平衡原理的机床动态设计技术研究

摘要

基于能量平衡原理的机床动态设计技术研究
　　 机床的动态特性对机床的加工精度和加工效率影响很大，而动态设计是保证机床动态特性的有效手段。
　　 本文对基于能量平衡的机床动态设计技术进行了研究，提出将基于能量平衡原理的动态优化设计方法与有限元模型相结合，从能量的角度分析机床的薄弱环节以及动态特性，并将该方法应用于SL-500/HZ超精密平面磨床的动态分析。
　　 论文的主要内容如下：
　　 （1）介绍了国内外机床动态设计的研究现状，给出了本课题的研究内容。
　　 （2）对基于能量平衡的机床动态特性分析方法进行了研究。提出了用均方差为参数来评价机床能量分布均匀度的方法，并以能量平衡为主、振型分析为辅的分析方法对机床进行薄弱环节分析。通过一个悬臂梁的实例，探讨了基于能量平衡的机床动态特性分析方法运用于机床中的相关问题。
　　 （3）运用理论建模与试验建模相结合的方法对SL-500/HZ超精密平面磨床进行动力学建模，得到了SL-5005/HZ超精密平面磨床动力学模型。
　　 （4）根据SL-500/HZ超精密平面磨床各阶模态的势能、动能分布，运用能量平衡为主、振型分析为辅的分析方法找出了机床的薄弱环节。并运用基于能量平衡的机床动态特性分析方法，针对两种改进方案，通过固有频率、势能和动能的均方差的分析，从机床动态特性的角度，评价了改进方案的优劣。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 课题的研究背景

1.2 机床动态设计

1.2.1 机床的动力学建模

1.2.2 机床动态优化设计方法

1.3 本课题的研究对象和研究内容

1.3.1 本课题研究对象

1.3.2 课题的主要研究内容

第2章 基于能量平衡原理的机床动态特性分析

2.1 振动结构的能量计算

2.2 有限元的能量计算

2.2.1 有限元基本思路

2.2.2 有限元的能量计算

2.3 基于能量平衡原理的机床动态特性分析

2.3.1 机床动态特性分析方法概述

2.3.2 基于能量平衡原理的机床动态特性分析方法

2.3.3 机床能量分布均匀度评价参数二均方差

2.4 基于能量平衡原理的机床薄弱环节分析方法

2.5 实例

2.6 本章小结

第3章 SL-500/HZ超精密平面磨床的动力学建模

3.1 机床动力学建模的方法

3.2 SL500/HZ超精密平面磨床的结合面参数识别

3.2.1 试验模态分析技术

3.2.2 SL-500/HZ超精密平面磨床的结合面参数识别

3.3 SL-500/HZ超精密平面磨床的有限元建模

3.4 本章小结

第4章 基于能量平衡的SL-500/HZ超精密平面磨床的动态特性分析

4.1 SL-500/HZ超精密平面磨床的有限元模态分析

4.2 SL-500/HZ超精密平面磨床的能量计算

4.3 SL-500/HZ超精密平面磨床薄弱环节分析

4.4 SL-500/HZ超精密平面磨床结构改进

4.5 基于能量平衡原理的机床改进方案动态特性分析

4.6 本章小结

第5章 总结与展望

5.1 总结

5.2 展望

参考文献

攻读学位期间参加的科研项目和成果

致 谢