車削加工中心床身分析—模態(tài)分析的基本理論
模態(tài)是多自由度線性系統(tǒng)的一種同有屬性,，是以振動理論為基礎(chǔ),，以模態(tài)參數(shù)為目標(biāo)的分析方法。分析表明,，多自由度線性系統(tǒng)的振動可由各階模態(tài)疊加而成,。有限元法模態(tài)分析是根據(jù)結(jié)構(gòu)的幾何形狀,、邊界條件和材料特性，通過對結(jié)構(gòu)進(jìn)行離散,，把結(jié)構(gòu)的質(zhì)量分布,，剛度分布和阻尼分布分別用質(zhì)量矩陣、剛度矩陣和阻尼矩陣表示出來,，從而建立結(jié)構(gòu)的運(yùn)動方程,，通過求解特征值和特征向量來確定結(jié)構(gòu)的固有頻率和振型。對于多自由度系統(tǒng),，利用矩陣分析方法和彈性力學(xué)有限元法,，可得到床身的一般運(yùn)動微分方程為：MX+CX+KX=F其中，M,C,K分別表示系統(tǒng)的質(zhì)量,、阻尼和剛度矩陣（均為N*N階矩陣）,，X、F表示系統(tǒng)各點(diǎn)位置上的位移響應(yīng)和激勵力向量,，X表示速度和加速度,。對于線性系統(tǒng)來時候,，系統(tǒng)各點(diǎn)位移響應(yīng)可寫成如下形式{X}={?}i cosωit其中,，{?}i為第i階段有頻率的振型函數(shù)，ωi是第i階固有圓頻率,。將(2)代入(1)中得到要使上式成立,，則有兩種可能,顯然前者對于求解來說沒有實際意義。由于車削將加工中心是多自由度系統(tǒng),、必然存在多個具有特定個固有頻率,、阻尼比和振型的模態(tài)。車削中心床身模態(tài)分析用于確定機(jī)床結(jié)構(gòu)的模態(tài)頻率,、阻尼比和振型,，從而為機(jī)床動態(tài)特性的深入研究、分析機(jī)床動態(tài)薄弱環(huán)節(jié)及機(jī)床結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計提供科學(xué)的依據(jù),。