機(jī)械系統(tǒng)結(jié)合部數(shù)字化建模與分析（精）

1 緒論
1．1 目的和意義
1．2 機(jī)械系統(tǒng)結(jié)合部的基本概念
1．2．1 結(jié)合部的定義及分類
1．2．2 幾種典型的結(jié)合部
1．2．3 結(jié)合部對(duì)機(jī)械系統(tǒng)性能的影響
1．3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1．3．1 螺栓聯(lián)接結(jié)合部建模
1．3．2 主軸系統(tǒng)結(jié)合部建模
1．3．3 直線滾動(dòng)導(dǎo)軌結(jié)合部建模
1．4 本書的主要內(nèi)容
參考文獻(xiàn)
2 螺栓聯(lián)接梁結(jié)構(gòu)的檢測與表征測試
2．1 測試的基本原理和方法
2．1．1 疊加原理測試
2．1．2 諧波失真測試
2．1．3 互換性測試
2．1．4 定力幅頻響函數(shù)測試
2．1．5 頻域相關(guān)函數(shù)測試
2．1．6 Hilbert變換法
2．2 試驗(yàn)測試系統(tǒng)的建立
2．2．1 硬件組成
2．2．2 軟件組成
2．3 檢測與表征測試
2．3．1 諧波失真測試
2．3．2 相關(guān)函數(shù)測試
2．3．3 定力幅頻響函數(shù)測試
2．4 本章小結(jié)
參考文獻(xiàn)
3 基于力狀態(tài)映射法的螺栓聯(lián)接梁結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)參數(shù)識(shí)別
3．1 螺栓聯(lián)接梁結(jié)構(gòu)非線性動(dòng)力學(xué)模型的建立
3．1．1 螺栓聯(lián)接梁線性動(dòng)力學(xué)模型的建立
3．1．2 非線性聯(lián)接單元
3．1．3 Iwan模型
3．1．4 螺栓聯(lián)接梁非線性模型的建立
3．2 Force—statemapping法及其數(shù)值仿真
3．2．1 Force—statemapping法
3．2．2 時(shí)域數(shù)據(jù)積分方法
3．2．3 數(shù)值仿真
3．3 面向螺栓聯(lián)接梁結(jié)合部的動(dòng)力學(xué)參數(shù)辨識(shí)流程
3．4 實(shí)例研究
3．4．1 試驗(yàn)測試
3．4．2 參數(shù)辨識(shí)
3．5 本章小結(jié)
參考文獻(xiàn)
4 基于多尺度法識(shí)別螺栓聯(lián)接梁結(jié)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)特性參數(shù)
4．1 螺栓聯(lián)接梁結(jié)構(gòu)兩自由度非線性模型的建立
4．2 非線性模型的多尺度法解析求解
4．2．1 求解不同時(shí)間尺度下的微分方程
4．2．2 ε0階項(xiàng)的解
4．2．3 ε1階項(xiàng)的解
4．2．4 求解頻率響應(yīng)函數(shù)
4．3 非線性模型螺栓聯(lián)接梁模型中參數(shù)的識(shí)別
4．3．1 模型線性參數(shù)的識(shí)別
4．3．2 模型非線性參數(shù)的識(shí)別
4．4 基于多尺度法解的非線性模型參數(shù)識(shí)別流程
4．5 實(shí)例研究
4．5．1 試驗(yàn)測試
4．5．2 線性參數(shù)的識(shí)別
4．5．3 非線性參數(shù)識(shí)別
4．6 本章小結(jié)
參考文獻(xiàn)
5 主軸系統(tǒng)結(jié)合部的建模方法
5．1 結(jié)構(gòu)描述
5．1．1 高速主軸一軸承結(jié)合部
5．1．2 高速主軸一刀柄一刀具結(jié)合部
5．2 高速主軸一軸承結(jié)合部建模方法
5．2．1 主軸一軸承子結(jié)構(gòu)模型
5．2．2 高轉(zhuǎn)速情況下五自由度球軸承受力與變形關(guān)系
5．3 高速主軸一刀柄一刀具結(jié)合面的建模
5．3．1 主軸一刀柄一刀具結(jié)合面子結(jié)構(gòu)模型
5．3．2 主軸一刀柄一刀具結(jié)合面有限元模型
5．4 本章小結(jié)
參考文獻(xiàn)
6 主軸系統(tǒng)結(jié)合部動(dòng)力學(xué)特性的試驗(yàn)方法
6．1 概述
6．2 高速主軸系統(tǒng)頻響函數(shù)測試
6．2．1 試驗(yàn)對(duì)象和試驗(yàn)設(shè)備
6．2．2 不同刀柄刀具組合的主抽系統(tǒng)頻響函數(shù)測試
6．2．3 不同懸伸長度刀具的主軸系統(tǒng)頻響函數(shù)測試
6．3 切削性能測試
6．3．1 試驗(yàn)對(duì)象和試驗(yàn)設(shè)備
6．3．2 試驗(yàn)測試過程與結(jié)果
6．4 本章小結(jié)
參考文獻(xiàn)
7 考慮結(jié)合部特性的高速主軸系統(tǒng)建模及固有特性分析
7．1 概述
7．2 阻抗耦合子結(jié)構(gòu)法建模原理
7．2．1 自由狀態(tài)下Timoshenko梁的頻響函數(shù)
7．2．2 自由狀態(tài)下Timoshenko梁的固有振型
7．2．3 Timoshenko粱的耦合
7．3 基于阻抗耦合子結(jié)構(gòu)法求解主軸系統(tǒng)固有特性流程
7．4 基于阻抗耦合子結(jié)構(gòu)法研究主軸系統(tǒng)固有特性實(shí)例分析
7．4．1 高速主軸系統(tǒng)的阻抗耦合子結(jié)構(gòu)模型
7．4．2 高速主軸系統(tǒng)的各軸段固有頻率
7．5 半理論法預(yù)測高速主軸系統(tǒng)刀尖點(diǎn)頻響函數(shù)
7．5．1 半理論法概述
7．5．2 基于半理論法高速主軸系統(tǒng)刀尖點(diǎn)頻響函數(shù)預(yù)測與分析
7．6 結(jié)合部剛度對(duì)高速主軸系統(tǒng)頻響函數(shù)的影響分析
7．6．1 軸承結(jié)合部剛度對(duì)主軸單元端部頻響函數(shù)的影響分析
7．6．2 主軸一軸承結(jié)合部剛度對(duì)高速主軸系統(tǒng)刀尖點(diǎn)頻響函數(shù)的影響分析
7．6．3 主軸一刀柄結(jié)合部剛度對(duì)高速主軸系統(tǒng)刀尖點(diǎn)頻響函數(shù)的影響分析
7．6．4 刀柄一刀具結(jié)合部剛度對(duì)高速主軸系統(tǒng)刀尖點(diǎn)頻響函數(shù)的影響分析
7．7 本章小結(jié)
參考文獻(xiàn)
8 考慮結(jié)合部特性的高速主軸系統(tǒng)振動(dòng)響應(yīng)分析
8．1 概述
8．2 基于有限元法的高速主軸系統(tǒng)振動(dòng)響應(yīng)分析
8．2．1 高速主軸系統(tǒng)振動(dòng)響應(yīng)分析模型
8．2．2 高速主軸系統(tǒng)振動(dòng)響應(yīng)分析流程
8．3 不同結(jié)合部模型對(duì)高速主軸振動(dòng)響應(yīng)的影響分析
8．3．1 剛性聯(lián)接模擬結(jié)合部對(duì)高速主軸系統(tǒng)振動(dòng)響應(yīng)的影響
8．3．2 集中彈簧模型模擬結(jié)合部對(duì)高速主軸系統(tǒng)振動(dòng)響應(yīng)的影響
8．3．3 分布式彈簧模型模擬結(jié)合部對(duì)高速主軸系統(tǒng)振動(dòng)響應(yīng)的影響
8．4 轉(zhuǎn)速對(duì)高速主軸系統(tǒng)振動(dòng)響應(yīng)的影響分析
8．5 軸承參數(shù)對(duì)高速主軸系統(tǒng)振動(dòng)響應(yīng)的影響分析
8．5．1 軸承間隙對(duì)高速主軸系統(tǒng)振動(dòng)響應(yīng)的影響分析
8．5．2 軸承接觸剛度對(duì)高速主軸系統(tǒng)振動(dòng)響應(yīng)的影響分析
8．5．3 軸承類型對(duì)高速主軸系統(tǒng)振動(dòng)響應(yīng)的影響
8．6 切削力對(duì)高速主軸系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)的影響分析
8．7 本章小結(jié)
參考文獻(xiàn)
9 直線滾動(dòng)導(dǎo)軌結(jié)合部動(dòng)力學(xué)建模方法
9．1 表征導(dǎo)軌系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)特性的參數(shù)
9．2 導(dǎo)軌系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)建模方法
9．3 導(dǎo)軌結(jié)合部處理方式
9．3．1 用彈簧阻尼單元模擬結(jié)合部
9．3．2 用解析表達(dá)式描述結(jié)合部特性
9．3．3 用假想材料模擬結(jié)合部特性
9．3．4 用自創(chuàng)的結(jié)合部單元來模擬結(jié)合部
9．3．5 用接觸單元模擬結(jié)合部特性
9．4 本章小結(jié)
參考文獻(xiàn)
10 直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副的靜力學(xué)及動(dòng)力學(xué)試驗(yàn)
10．1 直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副靜力學(xué)試驗(yàn)
10．1．1 試驗(yàn)裝置與原理
10．1．2 測試過程與結(jié)果
10．2 安裝在床身上的直線滾動(dòng)導(dǎo)軌模態(tài)試驗(yàn)
10．2．1 試驗(yàn)?zāi)康呐c原理
10．2．2 試驗(yàn)結(jié)果分析
10．3 直線滾動(dòng)導(dǎo)軌結(jié)合部動(dòng)力學(xué)參數(shù)識(shí)別
10．3．1 導(dǎo)軌結(jié)合部動(dòng)力學(xué)參數(shù)辨識(shí)原理
10．3．2 識(shí)別流程
10．3．3 直線滾動(dòng)導(dǎo)軌頻響函數(shù)矩陣測試
10．3．4 導(dǎo)軌結(jié)合部動(dòng)力學(xué)參數(shù)辨識(shí)
10．4 本章小結(jié)
參考文獻(xiàn)
11 直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副靜力學(xué)建模與分析方法
11．1 概述
11．2 直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副靜力學(xué)解析建模
11．2．1 單個(gè)滾珠一溝槽接觸解析建模
11．2．2 直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副解析建模
11．2．3 解析模型的修正
11．3 直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副靜力學(xué)有限元建模
11．3．1 單個(gè)滾珠一溝槽有限元建模
11．3．2 整體導(dǎo)軌系統(tǒng)有限元靜力學(xué)分析
11．3．3 組件有限元模型
11．4 預(yù)緊力及靜載荷對(duì)直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副靜力學(xué)特性的影響
11．4．1 基于修正解析模型的分析
11．4．2 基于組件有限元模型的分析
11．5 幾何參數(shù)對(duì)直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副靜力學(xué)特性的影響
11．6 本章小結(jié)
參考文獻(xiàn)
12 直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副動(dòng)力學(xué)建模與分析方法
12．1 概述
12．2 直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副動(dòng)力學(xué)解析建模
12．2．1 無阻尼直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副動(dòng)力學(xué)建模
12．2．2 有阻尼直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副動(dòng)力學(xué)建模
12．3 基于解析模型的直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副動(dòng)力學(xué)特性分析
12．3．1 直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副固有頻率及振型
12．3．2 直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副頻響函數(shù)分析
12．3．3 直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副動(dòng)力學(xué)時(shí)域響應(yīng)分析
12．4 直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副動(dòng)力學(xué)有限元建模
12．5 直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副固有特性研究
12．5．1 預(yù)緊力及靜載荷對(duì)直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副固有特性的影響分析
12．5．2 幾何參數(shù)對(duì)直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副固有特性的影響分析
12．5．3 基于有限元法的直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副固有特性分析
12．6 直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副動(dòng)力學(xué)響應(yīng)研究
12．6．1 基于解析模型的動(dòng)力學(xué)響應(yīng)分析
12．6．2 基于有限元模型的動(dòng)力學(xué)響應(yīng)分析
12．7 本章小結(jié)
參考文獻(xiàn)
附錄A Kn求解過程
附錄B 頻響函數(shù)表達(dá)式
附錄C 相關(guān)公式