由于試驗(yàn)條件的關(guān)系,,本文采用頻域識(shí)別的方法對(duì)機(jī)床的模態(tài)參數(shù)進(jìn)行識(shí)別,, 下面簡單介紹在頻域中的一些模態(tài)參數(shù)識(shí)別方法。分量分析法就是將頻響函數(shù)分成實(shí)部和虛部分量進(jìn)行分析,式(2-15)是基本 公式,,它是一種圖解法,,即從曲線上直接找出有關(guān)參數(shù),。
本章簡單介紹了模態(tài)試驗(yàn)的相關(guān)理論和模態(tài)分析的基本步驟,,包括模態(tài)分析 理論與試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析理論,揭示了傳遞函數(shù)與模態(tài)參數(shù)之間的關(guān)系,。重點(diǎn)介紹了 從傳遞函數(shù)到得到模態(tài)參數(shù)的識(shí)別過程的理論基礎(chǔ),。
本章從試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析的整體觀點(diǎn)出發(fā),先討論了激勵(lì)系統(tǒng),、力傳感器和運(yùn)動(dòng) 傳感器,、測(cè)試與分析系統(tǒng)以及具體試驗(yàn)設(shè)計(jì)的一些基本問題。不同的測(cè)試與分析 系統(tǒng),,它們?cè)谛阅?、靈活性、大小和價(jià)格等方面是有區(qū)別的,,需要試驗(yàn)設(shè)計(jì)者根 據(jù)不同的需要進(jìn)行選取,。在確定了模態(tài)分析與測(cè)試系統(tǒng)后,設(shè)計(jì)模態(tài)分析試驗(yàn)時(shí),,試驗(yàn)工程師應(yīng)當(dāng)利用盡可能多的信息,。從這一觀點(diǎn)出發(fā),傳遞函數(shù)的測(cè)試這一部 分主要討論了正確選擇響應(yīng)點(diǎn)和激勵(lì)點(diǎn)的一些理論和方法;信號(hào)采集過程中的一 些參數(shù)設(shè)置,,以及針對(duì)不同試驗(yàn)結(jié)構(gòu)的頻段選取,。本章的試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析技術(shù)為后 面具體的機(jī)床模態(tài)試驗(yàn)設(shè)計(jì)奠定了基礎(chǔ),。
本課題來自于國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“龍門移動(dòng)式精工加工中心的橫梁同步磁懸 浮系統(tǒng)研究”(項(xiàng)目批準(zhǔn)號(hào):50805098)。
實(shí)驗(yàn)?zāi)B(tài)分析方法可以分為頻響函數(shù)法(簡稱測(cè)力法)和環(huán)境激勵(lì)法(簡稱 不測(cè)力法)兩種,,所謂測(cè)力法就是在試驗(yàn)過程中需要同時(shí)測(cè)量激勵(lì)力和響應(yīng)的方 法,。經(jīng)典的測(cè)力法是利用頻域的頻響函數(shù)(FRF)或時(shí)域的脈沖響應(yīng)函數(shù)(IRF) 對(duì)模態(tài)參數(shù)進(jìn)行估計(jì)。頻響函數(shù)是響應(yīng)和力的傅里葉變換之比,,而脈沖響應(yīng)函數(shù) 也要先測(cè)得頻響函數(shù)然后經(jīng)傅里葉逆變換(IFFT)獲得,。因此,測(cè)力法必須利用 帶測(cè)力計(jì)的激振器或力錘施加可測(cè)量的激勵(lì)力,。測(cè)力法可以估計(jì)所有的模態(tài)參數(shù),, 包括固有頻率、模態(tài)振型,、模態(tài)阻尼或阻尼比,、模態(tài)質(zhì)量和模態(tài)剛度,,而且精度 較高,。
模態(tài)試驗(yàn)中,試驗(yàn)夾具和支承系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與驗(yàn)證相當(dāng)重要,。當(dāng)發(fā)現(xiàn)夾具和支 承系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性對(duì)所試驗(yàn)結(jié)構(gòu)有明顯影響時(shí),,應(yīng)將試驗(yàn)對(duì)象連同夾具一起作為 整體進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析。隨著試驗(yàn)對(duì)象結(jié)構(gòu)愈來愈大,,要設(shè)計(jì)一個(gè)具有理想界面或與 試驗(yàn)對(duì)象藕合較小的夾具也愈來愈困難,,費(fèi)用也相當(dāng)昂貴,有的需從試驗(yàn)方法(如 慣性質(zhì)量界面和殘余柔度)去解決這些矛盾,。
觸發(fā)方式?jīng)Q定了采樣時(shí)每段樣本的幵始點(diǎn),。它的合理選擇,對(duì)于捕捉瞬態(tài)信 號(hào)或要求被采集信號(hào)同吵運(yùn)算作用很大,。解發(fā)方式一般有以K幾種:自由觸發(fā),,信 號(hào)觸發(fā),預(yù)觸發(fā),,外觸發(fā)等,。對(duì)于脈沖信號(hào)而言,,一般很難捕捉到,,采樣早了信 號(hào)沒有到來,采樣晚了信號(hào)己過去,。這種情況下,,可用信號(hào)本身的電平來觸發(fā)。 可以將觸發(fā)電平調(diào)到比噪聲電平稍高一點(diǎn),,這樣,,沒有脈沖信號(hào)時(shí),,噪聲無法觸 發(fā)采樣系統(tǒng)而不能采樣;當(dāng)出現(xiàn)脈沖信號(hào),,達(dá)到預(yù)置的觸發(fā)電平后,,采樣系統(tǒng)立 刻進(jìn)行采樣(此前系統(tǒng)一直處于采樣工作狀態(tài),此時(shí)采樣即對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行保存,,為 有效采樣階段),。采用這種觸發(fā)方法,可確保采到所要分析的脈沖信號(hào),。如果沒有 信號(hào),,采樣系統(tǒng)不會(huì)工作,一直到下一次脈沖信號(hào)出現(xiàn)時(shí),,才會(huì)再次采樣,。這樣, 既保證了每次無遺漏地采到所要的脈沖信號(hào),,又將大量不需要的噪聲排除在外,。
B&K3660C Pulse LAN-XI是同類產(chǎn)品中最強(qiáng)大、最緊湊和最輕便的數(shù)據(jù)采集 前端之一,,在一個(gè)密封的前端裝置有該模塊,。B&K3660CPulslLAN-XI能夠在高 速書籍采集方面和新號(hào)調(diào)節(jié)方面都用得到,并且根據(jù)客戶需求提供完善的各類服 務(wù),。B&K3660C Pulse LAN-XI數(shù)據(jù)采集前端與B&K基本分析系統(tǒng)以及PULSE Reflex高級(jí)模態(tài)采集與分析包穩(wěn)固結(jié)合,,通過靈巧多變的硬件選擇適合各類場(chǎng)所 的特定需要,最終達(dá)到優(yōu)越的性能,。PULSE Reflex高級(jí)模態(tài)采集與分析包是專為 提高實(shí)驗(yàn)工作效率而設(shè)計(jì)的,,新版的PULSE Reflex髙級(jí)模態(tài)采集與分析包加強(qiáng)了 數(shù)據(jù)采集功能,提高振動(dòng)噪聲實(shí)驗(yàn)效率,。使用PULSE Reflex高級(jí)模態(tài)采集與分析 包進(jìn)行普通的振動(dòng)噪聲實(shí)驗(yàn)可以節(jié)省大量的時(shí)間,。PULSE Reflex高級(jí)模態(tài)采集與 分析包在很多時(shí)候都能很明顯的體現(xiàn)其高效靈活的特點(diǎn),它具有的如快速設(shè)置,、 高效采集數(shù)據(jù),、自定義處理功能、報(bào)告生成功能以及數(shù)據(jù)的共享等方面的特點(diǎn),。
隨著制造業(yè)的迅猛發(fā)展,,從二十世紀(jì)八十年代開始加工中心引起了發(fā)達(dá)國家的重 視,并注入了大量的資金和人力進(jìn)行研究,。加工中心的精度,、速度等一系列參數(shù)得到 了迅速提升,而可靠性作為一個(gè)評(píng)估參數(shù)也逐漸浮現(xiàn)在人們的視野中,。狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故 障預(yù)警作為提升可靠性水平的一種重要措施也引起了更加廣泛的關(guān)注,。
為了實(shí)現(xiàn)對(duì)刀庫運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)測(cè)功能,,本文設(shè)計(jì)了數(shù)據(jù)采集電路進(jìn)行數(shù)據(jù)采集, 采集信號(hào)主要包括振動(dòng)信號(hào),、溫度信號(hào)三個(gè)方面,,溫度傳感器安裝于電機(jī)表面,振動(dòng) 傳感器安裝于機(jī)械手下表面,,如圖3.3所示,。