基于模型修正的螺栓结合部虚拟材料参数识别及应用

作     者：雷声 毛宽民 田微 孔德龙 LEI Sheng;MAO Kuanmin;TIAN Wei;KONG Delong

作者机构：中南民族大学计算机科学学院武汉430074 华中科技大学机械科学与工程学院武汉430072 

出 版 物：《机械工程学报》 (Journal of Mechanical Engineering)

年 卷 期：2022年第58卷第21期

页      面：274-284页

核心收录：

学科分类：08[工学] 080203[工学-机械设计及理论] 0802[工学-机械工程] 

基　　金：国家自然科学基金(52105135) 湖北省自然科学基金(2020CFB174) 国家科技支撑计划(2012BAF08B01) 中南民族大学中央高校基本科研业务费专项资金(CZY20027)资助项目 

主　　题：螺栓结合部 虚拟材料 动力学建模 参数识别 模型修正 

摘      要：针对螺栓结合部虚拟材料模型建模及参数识别问题,基于结合部显著影响整体结构动力学性能这一特性,提出基于模型修正的虚拟材料动力学模型参数识别方法。针对参数识别中修正方程的病态问题,根据虚拟材料相关参数及结构各阶模态频率相互之间的影响度,构造修正方程的左右加权函数以减轻其病态程度,并通过仿真算例验证参数识别方法的有效性。探讨平板螺栓连接及哑铃状结构用于虚拟材料参数识别的有效性及抗噪性,加工哑铃结构的实验零件,辨识螺栓结合部虚拟材料模型的参数。基于机床螺栓结构的常用工况,建立虚拟材料模型参数库,并在CKX5680数控机床上验证参数库的有效性。结果表明:采用模型修正技术可以准确地识别无噪声时的虚拟材料参数;采用哑铃结构实验试件在有噪声情况下,螺栓结合部虚拟材料参数识别误差小于8%;采用虚拟材料模型模拟螺栓结合部的建模误差小于5.6%。