滚动直线导轨副可动结合部的动力学建模

• 作 者: 谢波
• 发表日期: 2007年期
• 关键词: 滚动直线导轨副 可动结合部 动力学建模 有限元

随着数控机床向着高速、高精方向发展,具有优良性能的滚动直线导轨副得到了日益广泛的应用,目前已成为高端数控机床重要的功能部件。滚动直线导轨副可动结合部的动态特性是影响机床动态特性的重要因素,研究和解决其可动结合部的动态特性同题,对更准确地进行机床结构动态设计和优化,具有十分重要的意义。目前最常见的结合部动力学模型为用若干弹簧和阻尼器构成的动力学模型。该模型因其固有缺陷难以准确描述滚动直线导轨副可动结合部的动力学性质。因此,本文建立了一种新的动力学模型——可动结合部的多节点动力学模型。该模型把可动结合部当作一个独立的结合部有限单元处理,通过把结合部单元的节点力-位移关系曲线分段线性化处理,较好地解决了结合部的非线性问题,更加准确的反映了结合部的动力学性质。对多节点动力学模型参数标定进行了研究。并以汉江机床厂的HJG-D滚动直线导轨副为实验对象标定了模型参数,为该型号导轨副的动力学建模提供了依据。利用有限元仿真和模态实验相结合的方法对多节点动力学模型进行了验证。在验证实验中,分别用多节点动力学模型和弹簧模型模拟结合部力学性质,建立相应的导轨副动力学模型,并进行有限元模态分析。然后对导轨副进行实验模态分析。采用振型相似比较频率的方法,将两次有限元模态分析的结果与实验模态分析的结果相比较,比较结果证明了多节点动力学模型的有效性。最后,本文对多节点动力学模型的精度进行了分析。