TY - JOUR

T1 - Операционный модальный анализ для определения собственных частот колебаний

AU - Кравченко, К.Ю.

AU - Кугаевский, С.С.

AU - Журавлев, М.П.

AU - Элькинд, Д.М.

PY - 2017

Y1 - 2017

N2 - Для решения задач обеспечения устойчивости движения технологической системы необходимо точно определить такие динамические характеристики, как жесткость, степень диссипации, моды колебаний. Существует несколько возможных путей решения вопроса об идентификации динамических параметров, в частности экспериментальный модальный анализ (ЭМА) и аналитический способ. Как правило, ЭМА выполняется посредством определения отклика на известное возбуждение системы. В этом случае результатом ЭМА является передаточная функция. Однако для ряда систем невозможно определить исходное возбуждение. Если известен только отклик, идентификация динамических параметров системы выполняется посредством операционного модального анализа (ОМА). В настоящей работе выполнен ОМА для определения собственных частот колебаний технологической системы при фрезеровании. Отклик системы, а именно виброускорение в ортогональной плоскости, был зафиксирован посредством трехкомпонентного вибродатчика со встроенным предусилителем сигнала. Далее была составлена матрица спектральной плотности мощности сигналов. Посредством сингулярного разложения представленной матрицы получен набор сингулярных значений для диапазона значений частот колебаний, причем наибольшие сингулярные значения соответствуют частотам колебаний вблизи собственных частот динамической системы. Впервые такой метод ОМА предложил Р. Бринкер в 2000 г. Предварительно для демонстрации корректности используемого метода ОМА составлена и исследована имитационная модель технологической системы при фрезеровании, динамические характеристики которой заранее известны. Далее исследуется реальная система, включающая в себя режущий и вспомогательный инструменты, заготовку, приспособление и станок. Вибродатчик закреплен на корпусе шпиндельного узла. Выполняется несколько тестов резания, при этом значения виброускорений передаются на компьютер для последующего анализа. В ходе ОМА выявлены собственные частоты колебаний технологической системы.

AB - Для решения задач обеспечения устойчивости движения технологической системы необходимо точно определить такие динамические характеристики, как жесткость, степень диссипации, моды колебаний. Существует несколько возможных путей решения вопроса об идентификации динамических параметров, в частности экспериментальный модальный анализ (ЭМА) и аналитический способ. Как правило, ЭМА выполняется посредством определения отклика на известное возбуждение системы. В этом случае результатом ЭМА является передаточная функция. Однако для ряда систем невозможно определить исходное возбуждение. Если известен только отклик, идентификация динамических параметров системы выполняется посредством операционного модального анализа (ОМА). В настоящей работе выполнен ОМА для определения собственных частот колебаний технологической системы при фрезеровании. Отклик системы, а именно виброускорение в ортогональной плоскости, был зафиксирован посредством трехкомпонентного вибродатчика со встроенным предусилителем сигнала. Далее была составлена матрица спектральной плотности мощности сигналов. Посредством сингулярного разложения представленной матрицы получен набор сингулярных значений для диапазона значений частот колебаний, причем наибольшие сингулярные значения соответствуют частотам колебаний вблизи собственных частот динамической системы. Впервые такой метод ОМА предложил Р. Бринкер в 2000 г. Предварительно для демонстрации корректности используемого метода ОМА составлена и исследована имитационная модель технологической системы при фрезеровании, динамические характеристики которой заранее известны. Далее исследуется реальная система, включающая в себя режущий и вспомогательный инструменты, заготовку, приспособление и станок. Вибродатчик закреплен на корпусе шпиндельного узла. Выполняется несколько тестов резания, при этом значения виброускорений передаются на компьютер для последующего анализа. В ходе ОМА выявлены собственные частоты колебаний технологической системы.

UR - http://elibrary.ru/item.asp?id=29408650

U2 - 10.15593/2224-9877/2017.2.02

DO - 10.15593/2224-9877/2017.2.02

M3 - Статья

VL - 19

SP - 21

EP - 35

JO - Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Машиностроение, материаловедение

JF - Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Машиностроение, материаловедение

SN - 2224-9877

IS - 2

ER -