考虑导轨位移波动误差影响的滚柱直线导轨振动分析-振动与冲击.pdf

振　动　与　冲　击 第３５卷第２３期 ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＶＩＢＲＡＴＩＯＮＡＮＤＳＨＯＣＫ Ｖｏｌ．３５Ｎｏ．２３２０１６　  考虑导轨位移波动误差影响的滚柱直线导轨振动分析 刘志峰，李丹丹，蔡力钢，赵永胜，马同民 （北京工业大学 机械工程与应用电子技术学院，北京　１００１２４） 　　摘　要：由于刚度和阻尼的时变性，垂直于导轨导向方向的位移波动误差，被认为是直线导轨运动过程的一种位 移激励，滚柱直线导轨在此激励作用下的振动是研究的主题。首先对直线导轨的动态特性进行分析；基于ＨＥＲＴＺ接触理 论计算滚柱直线导轨的垂向刚度，并且试验测量直线导轨单元的迟滞回线，辨识不同频率下的阻尼特性；然后建立广义的 具有时变刚度和变阻尼的振动模型。引入非线性振动理论的增量谐波平衡法（ＩＨＢ）分析振动过程，并运用数值仿真验证 此方法的可行性。 关键词：滚柱直线导轨；位移波动误差；非线性振动；阻尼；增量谐波平衡法 中图分类号：ＴＨ１２２　　　文献标志码：Ａ ＤＯＩ：１０．１３４６５／ｊ．ｃｎｋｉ．ｊｖｓ．２０１６．２３．００４ Ｖｉｂｒａｔｉｏｎａｎａｌｙｓｉｓｏｆａｒｏｌｌｅｒｌｉｎｅａｒｇｕｉｄｅｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇｒａｉｌ ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｆｌｕｃｔｕａｔｉｏｎｅｒｒｏｒ ＬＩＵＺｈｉｆｅｎｇ，ＬＩＤａｎｄａｎ，ＣＡＩＬｉｇａｎｇ，ＺＨＡＯＹｏｎｇｓｈｅｎｇ，ＭＡＴｏｎｇｍｉｎ （ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ＆ＡｐｐｌｉｅｄＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＴｅｃｈｎｉｑｕｅｓ，ＢｅｉｊｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１００１２４，Ｃｈｉｎａ） 　　Ａｂｓｔｒａｃｔ：　Ｔｈｅｒａｉｌｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｆｌｕｃｔｕａｔｉｏｎｅｒｒｏｒｗｉｔｈｔｉｍｅｖａｒｙｉｎｇｓｔｉｆｆｎｅｓｓａｎｄｄａｍｐｉｎｇｉｎｔｈｅｖｅｒｔｉｃａｌｄｉｒｅｃｔｉｏｎ ｗａｓｃｏｎｓｉｄｅｒｅｄａｓａｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｅｘｃｉｔａｔｉｏｎｏｆａｌｉｎｅａｒｇｕｉｄｅｉｎｉｔｓｐｒｏｃｅｓｓｏｆｍｏｖｅｍｅｎｔ，ａｎｄｖｉｂｒａｔｉｏｎａｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｈｅ ｒｏｌｌｅｒｌｉｎｅａｒｇｕｉｄｅｕｎｄｅｒｔｈｅｒａｉｌｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｅｘｃｉｔａｔｉｏｎｗａｓｓｔｕｄｉｅｄ．Ｆｉｒｓｔｌｙ，ｔｈｅｄｙｎａｍｉｃｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｔｈｅｒｏｌｌｅｒ ｌｉｎｅａｒｇｕｉｄｅｗｅｒｅａｎａｌｙｚｅｄ，ｔｈｅｖｅｒｔｉｃａｌｓｔｉｆｆｎｅｓｓｗａｓｃａｌｃｕｌａｔｅｄａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏＨｅｒｔｚｃｏｎｔａｃｔｔｈｅｏｒｙ，ａｎｄｔｈｅｄａｍｐｉｎｇ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｆｒｅｑｕｅｎｃｉｅｓｗａｓｉｄｅｎｔｉｆｉｅｄｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｍｅａｓｕｒｅｄｈｙｓｔｅｒｅｓｉｓｌｏｏｐｓｏｆａｌｉｎｅａｒｇｕｉｄｅｕｎｉｔ． Ｔｈｅｎａｄｙｎａｍｉｃｍｏｄｅｌｗｉｔｈｇｅｎｅｒａｌｉｚｅｄｔｉｍｅｖａｒｙｉｎｇｓｔｉｆｆｎｅｓｓａｎｄｄａｍｐｉｎｇｏｆｔｈｅｒｏｌｌｅｒｌｉｎｅａｒｇｕｉｄｅｗａｓｆｏｒｍｕｌａｔｅｄ．Ｔｈｅ ｉｎｃｒｅｍｅｎｔａｌｈａｒｍｏｎｉｃｂａｌａｎｃｅｍｅｔｈｏｄ（ＩＨＢ）ｏｆｔｈｅｎｏｎｌｉｎｅａｒｖｉｂｒａｔｉｏｎｔｈｅｏｒｙｗａｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｔｏａｎａｌｙｚｅｔｈｅｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｐｒｏｇｒｅｓｓｏｆｔｈｅｍｏｄｅｌ．Ｔｈｅｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｗａｓｕｓｅｄｔｏｖｅｒｉｆｙｔｈｅｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅａｐｐｒｏａｃｈ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｒｏｌｌｅｒｌｉｎｅａｒｇｕｉｄｅ；ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｆｌｕｃｔｕａｔｉｏｎｅｒｒｏｒ；ｎｏｎｌｉｎｅａｒｖｉｂｒａｔｉｏｎ；ｄａｍｐｉｎｇ；ｉｎｃｒｅｍｅｎｔａｌｈａｒｍｏｎｉｃ ｂａｌａｎｃｅｍｅｔｈｏｄ