[发明专利]主轴-刀柄结合面非线性动态特性参数识别方法

权利要求书

1.一种主轴-刀柄结合面非线性动态特性参数识别方法，其特征在于：包括以下步骤，

（1）建立主轴-刀柄的有限元分析模型；

（2）检验主轴-刀柄有限元分析模型是否正确，若确认无误，转入步骤（4），若确认存在差异，转入步骤（3）；

（3）修正所述主轴-刀柄有限元分析模型，并转入步骤（2）继续检测；

（4）对检验后的主轴-刀柄系统有限元模型进行非线性瞬态响应分析处理，以获取主轴-刀柄结合面处的相对瞬态位移、相对瞬态速度以及径向非线性接触力、切向非线性接触力的历程数据的样本数据；

（5）依据非线性振动系统中一般表达式，采用非参数化方法对所述样本数据进行回归分析，建立主轴-刀柄结合面非线性接触力的解析表达模型。

2.根据权利要求1主轴-刀柄结合面非线性动态特性参数识别方法，其特征在于：所述步骤（2）中，包括以下步骤，

（a）对所述主轴-刀柄的有限元分析模型进行自由模态分析，计算有限元分析模型的固有频率；

（b）将有限元分析模型的固有频率与自由模态实验得到主轴-刀柄系统的固有频率进行对比，如存在差异转入步骤（3）；若确认无误，转入步骤（4）。

3.根据权利要求2主轴-刀柄结合面非线性动态特性参数识别方法，其特征在于：所述步骤（b）中，采用弹性绳悬挂主轴-刀柄的实验模型，使用锤击法进行自由模态实验，以获取自由模态实验下的主轴-刀柄系统的固有频率。

4.根据权利要求1主轴-刀柄结合面非线性动态特性参数识别方法，其特征在于：步骤（3）中，通过调整有限元模型网格大小和结合面的摩擦系数参数修正所述有限元模型。

5.根据权利要求1主轴-刀柄结合面非线性动态特性参数识别方法，其特征在于：步骤（4）中，所述历程数据的取得包括以下步骤，

（Ⅰ）对修正后的主轴-刀柄系统有限元模型进行非线性瞬态响应分析，得到主轴-刀柄结合面相对瞬态位移、相对瞬态速度及相对瞬态加速度的时间历程数据；

（Ⅱ）结合相对瞬态加速度的历程数据分析主轴-刀柄简化非线性振动系统中刀柄的运动方程，以获得和的时间历程数据。

6.根据权利要求5主轴-刀柄结合面非线性动态特性参数识别方法，其特征在于：所述步骤（Ⅱ）中，取刀柄质量块M₁为受力分析对象，根据牛顿第二运动定律，所述主轴-刀柄简化非线性振动系统中刀柄的运动方程变形为

f(x,x·)=Fr(t)+Fr-M1x··(t)]]>

f(y,y·)=Ft(t)+Ft-M1y··(t)]]>

其中，F_r、F_t分别为刀柄锁紧机构通过夹紧锥向刀柄施加的径向和切向夹紧力，F_r(t)、F_t(t)分别为偏心质量引起的径向和切向外部激励力，分别为径向和切向相对瞬态加速度。