机床载荷谱文献综述课件.pptVIP

概述 研究背景 机床在生产加工时出现故障会对生产效率和机床性能都有很大的影响，能及时准确地对机床故障及性能进行预测和判断，缩短数控机床平均无故障时间，会大大提高机床效率和加工质量。 概述 机床故障诊断方法主要可分为两类：故障发生后故障原因检查及故障排除，故障尚未发生时对机床的性能预测及诊断。 概述 现代数控机床故障诊断正在向智能化、集成化实现机床性能预测方向发展。 概述 在数控机床性能预测诊断新方法的不断融入，对所需分析信号数据也要求能全面、准确地包含机床各种信息，载荷谱是已广泛应用于航空、汽车、造船等领域的包含大量工作状态信息的信号，结合现代机床诊断方法对机床载荷谱研究，对机床设计、可靠性试验、动力学仿真等都有推进作用。 研究背景 载荷谱是机械整机结构或零部件所承受的典型载荷时间历程，经数理统计后所得到的表示载荷大小与出现频次之间关系的图形、表格、矩阵和其他概率特征值的统称。 研究背景 机械零部件因长时间使用受力之后都会产生疲劳损伤，在损伤量达到零部件所能承受的范围，就会产生裂纹、断裂等损伤，载荷谱对整机或零部件的设计和疲劳试验、可靠性试验等都有重大指导意义。[1] 基本方法 雨流计数法 在对载荷谱应变-时间信号分析时，雨流计数法是当前的热门方法，它能快速准确地得到应变循环的大小及次数。[2] 载荷谱采集与编辑 汽车载荷谱 2010年Chris K. Mechefske等对汽车驱动桥壳载荷谱进行分析，计算出驱动桥壳两个测量点疲劳失效寿命分别为95天和135天，并分析了主要的失效区域，提出设计时应更多考虑疲劳失效而不仅仅是强度问题。[4] 2012年吴道俊基于车辆载荷谱的分析提出了车辆疲劳耐久性的系统的研究方法与流程，通过编辑的载荷谱对车辆零部件仿真分析，对存在失效问题的零部件进行结构优化，有效提高车辆结构耐久性。[5] 飞机载荷谱 飞机在训练飞行时，其飞行动作是按照飞行大纲制定好的，其在训练飞行时所承受的载荷是按一定的顺序进行的加载，在对其载荷谱分析时，需考虑载荷加载顺序的影响。1998年张福泽提出以中值寿命概念编制飞机载荷谱的方法，代替传统的雨流计数法，保证载荷幅值与频数关系不变，保留了加载顺序和加载状态对寿命的影响。[6] 飞机载荷谱 2011年刘克格、闫楚良对飞机起落架载荷谱进行测量与编制，给出了可供测量起落架载荷的典型切面，并根据起落架不同着陆撞击的载荷，给出着陆撞击段载荷谱编制新方法，提高起落架载荷谱编制效率。[7] 飞机载荷谱 2007年陈越良对民用飞机飞行载荷谱进行研究，编制了飞机飞行地-空-地载荷循环，对飞机飞行过程中环境载荷进行研究，给出环境谱的分类及编制方法。[8] 飞机载荷谱 2003年ALLEN M J等应用神经网络对飞机机翼载荷进行建模分析拟合，得到优于线性模型并与实际各种飞行状态载荷相近的机翼载荷模型。[9] 飞机载荷谱 2010年Krishna Lok Singh通过飞行数据记录仪中的数据，对飞机载荷谱进行优化，提出了峰谷计数和水平交叉计数两种方法，其中水平交叉计数法能更快地得到载荷序列。[10] 机床载荷谱 机床加工状态复杂，对其载荷谱的研究不仅仅局限在疲劳载荷谱上，可从转速、扭矩、功率、温度、切削力、电流等信号进行分析，对机床载荷信号，为方便归一化分析，选用相对载荷进行分析。2014年马宇鹏提出了对数控机床载荷谱采集的六点技术要领：[11] 机床载荷谱 2008年黄祖广等研究了加工中心功率与转速图谱，分别对铣削钻削镗削的功率分布及转速分布情况进行统计分析。[12] 机床载荷谱 2014年方杰采集了数十台加工中心长时间加工的载荷数据，并对不完整的数据进行了实验补充，编制了加工中心速度谱、切削力谱、扭矩谱，建立了各个载荷信号的分布模型，并利用得到的分布模型，进行了主轴可靠性试验。[13] 机床载荷谱 2010年杨兆军等应用模糊理论对机床故障信号分析，建立故障模式的风险空间图，应用于实际数控机床，对机床故障分析、可靠性设计等都有实际有效作用。[14] 总结与展望 总结 1.机床故障诊断、性能监测方法。 2.载荷谱对机械零部件设计与性能预测的意义。 3.在汽车、飞机领域载荷谱应用较成熟，能用于分析设计整机或零部件，在机床领域还处于编谱阶段。 总结与展望 展望 1.机床载荷谱编谱信号、样本长度等的选择。 2.载荷谱提取机床特征信号，反馈到机床或相关零部件设计与性能监测 3.载荷谱在机床台架试验研究 括躺腋拐宾擞轴聂可赦樱潞杠翌抬低晦肚操夸