基于模态分析的机床部件夹层结构阻尼参数的特性研究

发布时间：2025-06-18 23:01

　　 动态特性是影响机床精度的重要因素,目前,材料组合是被经常采用的一种有效方法。为了研究机床部件的动态特性,制作了螺栓连接夹层结构件。基于实验模态分析理论,采用TST 5912动态信号测试分析系统分别对以HT200和QT500材料为基层和约束层,丁腈橡胶(NBR)板和聚丙烯塑料(PP)板为夹层材料的结构件进行锤击实验。通过改变基层材料、约束层材料、夹层材料及厚度,获得夹层结构件的振型、固有频率、阻尼比等参数。实验表明,橡胶夹层结构的阻尼比大于塑料夹层结构的阻尼比,且随着夹层厚度的增加而增大;基层越薄,夹层结构件阻尼比的增加速率越大。

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【部分图文】：

图1 QT500夹层结构件

通过预实验选择合适的测量自由度、参考点的位置、测点个数、激励方向等，使用软海绵对结构件进行支撑并使用记号笔标记出测点号，相对于激振器而言，力锤具有移动方便、不影响结构的动态特性等特点。因此，选择锤击法对结构件进行模态实验，其结构如图1所示。(2)仿真模型的建立

图2 QT 500夹层结构有限元模型

在Abaqus中建模时不考虑螺栓预紧力(只起到连接固定)的作用，将结构简化为平板夹层结构。基层和约束层厚度均为20mm，夹层厚度为8mm。设置基层、约束层和夹层材料属性，基层和约束层单元大小为5mm，夹层单元大小为2mm，共划分为13400个六面体单元，单元类型为C3D....

图3 结构件模态实验连接示意图

按照图3所示的接线示意图连接实验设备，对响应信号进行预采集后，确定采样频率、设定合理的传感器量程以减小数据采集误差，并将每个测点采集到的数据进行3次线性平均以获得精确的响应信号。实验过程采用多输入多输出(MIMO)的测量技术方式。该方法对于输入能量不大的测试系统能够准确识别出系统....

图4 结构的PolyMax模态稳态图

PolyMax法是一种非迭代频域参数估计算法，广泛应用于大、小阻尼和高噪声数据的识别[10]。将实验数据导入到Tstmp模态分析软件中，建立结构文件，按照图1所划分的测点，编辑模型测点信息。通过PolyMax模态稳态图中拟合的模态阶数来确定系统的极点特性。如图4所示为结构的Pol....

本文编号：4050468