基于响应耦合子结构法的机床动力学特性分析

摘要

采用基于响应耦合子结构法(RCSA法)研究机床整个工作空间内刀具中心点(tool center point,TCP)的频率响应函数。首先,建立机床主轴和床身子结构的动力学模型,推导出子结构结合部的频率响应函数;再根据子结构结合部的变形协调关系及受力平衡条件,由RCSA法获得机床TCP的动力学特性;并以立式机床VDF850为算例,采用RCSA法计算主轴位于Z轴顶部位置时TCP的动柔度幅值频率响应,并与整机有限元法结果相比较。结果表明:两种方法的动柔度幅频响应变化趋势基本一致,验证了RCSA法的可行性;且RCSA法避免了整机有限元法的大规模矩阵特征方程求解,计算效率有所提高。