預測機械產品結合面特性的優化識別方法

楊天輝 湯金金

摘要：基于對表面樣本的實驗模態分析和模態模式之間的組合對擬合，利用兩個固有頻率來減小與其算法對應的目標的平方和之間的差異并識別特征參數。相應的軟件是采用表面法進行編制。利用該參數預測了由兩列構成的結構體系的固有頻率，并通過實驗驗證了預測結果的準確性。

關鍵詞：預測機械產品；結合面；特性；優化識別；方法

1、前言

接觸表面的接觸剛度和接觸阻尼對整機的性能影響很大，尤其是對動態響應的影響較大。最薄弱的環節就是機械系統。因此，通過正確識別組合曲面的特征參數來準確預測整個機器的性能是一個先決條件。盡管許多學者對組合曲面的組合進行了大量的深入研究，機理和特征參數識別等，至今尚未充分把握特征與表面特征相結合的原因，這是造成影響因素復雜性的原因。

2、影響特征的主要因素

通過大量實驗研究的數量和理論分析，影響某些特征組合的主要因素分為三類：（1）零件的結構和尺寸，緊固螺釘的數量和分布；（2）復合材料表面的加工方法，加工精度和粗糙度；工作條件，包括表面壓力分布和中間介質。元素1）反映了剛度s和部件連接部分的阻尼特性，而不是復合材料表面的本質特征。然而，組合曲面不能單獨存在，不能識別出接頭表面參數。因此，將表面特征與系統結構相結合是分開的，并討論了表面特征參數研究中的關鍵問題。我們認為最好的方法是在平面復合材料中建立精確的有限元模型元素2）反映了復合材料表面的基本屬性，因素3）反映了組合的工作環境。隨著生產設備條件和企業組裝條件的不同，復合材料表面的參數也隨著這些變化而變化兩個因素。因此，通過各種組合平面模型的參數識別來獲得一組通用的關節面參數是非常困難和不切實際的。然而，根據產品設計的要求，使用這些參數作為企業信息在產品性能預測的條件下有限制造的情況確定樣本表面模型的復合模型的參數。有限元分析根據這一觀點，為了預測機器的固有頻率，本文所述的參數辨識方法被用來確定接觸剛度模型在六自由度組合方向上的預測。用于預測基柱結構體系的固有頻率。有限元分析系統的固有頻率與測量值之間的誤差非常小說明了本文提出的方法的正確性和實用性。

3、界面參數識別方法

3.1建立復合材料表面樣品的有限元分析模型。本研究樣品為箱形截面，Ⅱ型單元為薄殼和梁模擬，單元劃分應正確反映由于本研究主要用于預測結構體系的固有頻率，因此接觸面的阻尼對固有頻率影響不大，因此忽略了阻尼器的數目，尺寸和分布。緊固螺釘對復合材料表面參數有顯著影響。本文建立了具有12個自由度的接頭單元。當樣品處于自由狀態時，邊界條件與有限元模型一致振動實驗模型，因此模型沒有邊界約束。因此，在有限元分析結果和實驗模式中共存在六個剛體運動模式。

3.2選擇組合板的初始接觸剛度并用有限元方法分析模型。為了準確地識別結合面參數，輸出輸出為16-20模式和固有頻率。有學者認為，整合了“總彈性機總彈性”四川省臺灣阻尼機總阻尼書，以建立動力學模型對結構的動態性能進行分析和優化，必須結合表面動態參數的精確測量，結合接觸剛度和接觸阻尼。

3.3實驗結果表明復合材料表面樣品的模態和固有頻率。采用HP3562A型動態信號分析儀進行研究，激勵方式為單點脈沖激勵拾取點的離子取決于識別彎曲和扭轉模式的三倍和三倍的能力。現在一些研究人員在建立機械結構的有限元模型時，往往將界面簡化為剛性連接，通常這個過程不符合結構的實際情況，有限元模型能夠準確模擬真實結構的子結構合成技術是一個重要原因。結合表面參數來表示子結構的耦合條件和表面參數之間的不確定性，不能進行子結構合成。

3.4實驗模型和有限元分析模型的擬合計算。實驗模式和有限元分析模式與常規頻率測試和有限元分析結果一致。組合機理非常復雜，難以獲得可靠的表面參數通過聯合表面模型試驗和理論分析，直接應用結構動力試驗結果與地面參數相結合已成為尹先生感興趣的一種方法。 “元下組”所提出的幫助和饑餓識別方法需要充分利用該模式的結構。復雜的結構，完整的測量結構模式是非常困難的，有時甚至是不可能的，因此，識別方法只能應用于簡單結構（例如袁景霞“綜合運用有限元法結合凝固技術識別表面參數的方法并不需要測量完整的結構型式”，然而，有限元模型的結構這種方法所需要的部件是預先設定的并且更加復雜，建立一個精確的結構構件有限元模型也是一項艱巨的任務，這是建立在本文中的有限元模型。不可避免的是，表面參數是不可信的，如何利用結構動力學實驗來識別接頭的參數是一個問題這個問題在機械結構的動力分析中需要解決。

3.5界面的接觸剛度是設計變量，自然頻率與最小二乘之和的差值模型與實驗值相同。通過優化算法搜索接頭的最佳接觸剛度。為了設計滿足接觸剛度輸入性能參數預測需要的系統結構。

4、結束語

機械零件的表面紋理特征對判斷零件具有重要的參考作用加工技術。在對紋理特征進行提取和分析的基礎上，對零件表面紋理進行數字解釋，進行了計算分析。研究了其變化規律的紋理方向，建立了結構模型，并提出了一種方法和過程實驗表明，該方法能正確識別零件，并采用曲面車削，銑削，刨削和磨削四種加工方法，為測量圖像的視覺匹配尺寸開辟了一條新途徑。

參考文獻

[1]陳衛福， 趙宏林. 預測機械產品結合面特性的優化識別方法[J]. 制造技術與機床， 1998（9）：5-7.

[2]陳凱康. 基于結合面接觸熱阻的電主軸熱特性分析與研究[D]. 北京工業大學， 2014.

[3]肖毅川. 考慮結合面的機床結構動態特性分析與快速優化[D]. 北京工業大學， 2014.

[4]И.Н.Бурибаева， 王惠中. 研究和模擬針刺非織造材料生產工藝以預測產品物理機械性能并實現最優化[J]. 產業用紡織品， 2008， 26（3）：35-38.