[发明专利]对数控机械加工设备的模态分析测点执行布置优化的方法

摘要

本发明公开了一种用于对数控机械加工设备的实验模态分析测点执行布置优化的方法，包括：(1)通过有限元仿真，获得设备的整体结构模态振型及相应的模态振型矩阵；(2)利用整体结构模态振型，确定并选取设备的模态振型敏感部件及其相应的振型矩阵；(3)从模态振型敏感部件中选取其表面可测节点，并将这些表面可测节点作为布置优化的对象；(4)使用有效独立法，对表面可测节点进行迭代剔除；以及(5)采用香农采样定理，对模态振型敏感部件执行线性化均匀布点。通过本发明，可以克服现有模态测试效率低、时间长等方面不足，并能够在保证数控机床结构模态测试中固有频率和振型辨识前提下，优化测点数目及测点位置，提高测试效率。

主权项

一种用于对数控机械加工设备的实验模态分析测点执行布置优化的方法，该方法包括下列步骤：(1)通过有限元仿真，对数控机械加工设备进行实物三维建模、网格划分和模态分析，由此获得其整体结构模态振型和相应的模态振型矩阵；(2)利用所述整体结构模态振型，确定并选取数控机械加工设备的模态振型敏感部件及其相应的振型矩阵；(3)从所述模态振型敏感部件中选取其表面可测节点，并将这些表面可测节点作为布置优化的对象；(4)使用有效独立法，对所述表面可测节点进行迭代剔除，由此实现对这些表面可测节点的首次优化；(5)采用香农采样定理，对所述模态振型敏感部件执行线性化均匀布点，该步骤具体包括以下子步骤：(5‑1)根据步骤(1)所获得的整体结构模态振型，确定所述模态振型敏感部件的最高阶模态；(5‑2)计算所述最高阶模态的半波长；(5‑3)根据所述模态振型敏感部件的最高阶模态的所有模态振型节点，将每个节点之间的距离设定为所述半波长，并相应在每个节点上布置一个测点；(5‑4)在上述间距为半波长的每两个节点之间，再均匀布置两个测点，以对步骤(5‑3)所获得的测点进行补充；(5‑5)从通过步骤(5‑3)和(5‑4)所确定的测点中选择位于数控机械加工设备部件边缘的表面、并且与通过步骤(4)迭代剔除后的测点相重合的测点作为最终测点，以实现对测点的再次优化；由此完成对整个数控机械加工设备的实验模态分析测点的布置优化 过程。