【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及薄壁件加工系统动力学参数辨识领域，尤其涉及一种面向侧铣加工的曲面薄壁件时变动力学参数计算方法。
技术介绍
1、对薄壁件在侧铣过程中的动力学参数进行辨识有利于获取薄壁件随材料去除的结构时变振动特性，可以帮助工艺人员确定加工过程中每个刀位处工件的固有频率和模态振型，进而对工艺过程进行动力学优化设计，避免颤振现象发生。目前，对加工过程中的薄壁件进行动力学参数辨识主要通过实验测试和有限元数值计算实现。
2、基于力锤敲击的实验测试方法，由于具有建模简单、执行方便等优点，得到了广泛的应用，已成为一类非常成熟的结构动力学参数辨识方法。然而采用实验测试方法辨识切削过程中的薄壁件模态参数，需要在大量刀位处开展力锤敲击实验，因此机床必须重复启停，不但消耗大量时间，敲击位置精度即振型获取位置也难以保障，特别是针对面形更加复杂的曲面薄壁零件，单纯基于实验测试方法获取加工过程中的模态参数，显然不是最优选择。
3、文献1“tuysuz,o.；altintas,y.frequencydomain updating of thin-walledworkpiece dynamics using reduced order substructuring method inmachining.j.manuf.sci.eng.2017,139,071013.”采用计算效率高的降阶动态子结构方法，将大型结构系统分解为较小的子系统以简化问题，添加具有相反动力学的虚拟子结构来消除被移除材料对工件动力学的影响，从而更加快速求解薄壁工件在加
4、以上文献和专利专注于零件本身的结构特性和材料属性，在有限元模态分析过程中提高了动力学参数的计算效率，但没有考虑加工刀具的路径信息，不能直接输出指定刀位处的动力学参数。因此还需依靠附近节点遍历寻找及振型值加权计算的传统方法来获取较为精确的动力学参数。
技术实现思路
1、本专利技术主要解决现有技术考虑材料去除效应的曲面薄壁件动力学参数难以提取的技术问题，提出一种面向侧铣加工的曲面薄壁件时变动力学参数计算方法，以更加方便获取曲面薄壁件侧铣稳定性预报程序所需的动力学参数，具体包括曲面薄壁件与刀具接触位置处的多接触点模态振型及固有频率。
2、本专利技术提供了一种面向侧铣加工的曲面薄壁件时变动力学参数计算方法，包括以下步骤：
3、步骤1、导入工件模型，并对基体v1和材料去除体v2进行不同的处理；
4、其中，所述工件模型分为基体v1和材料去除体v2；基体v1的基体上表面用a1表示、基体下表面用a2表示，基体右表面用a3表示，基体左表面用a4表示，基体v1的12条棱分别用l1-l12表示，具体的基体底面左边是第一棱用l1表示，基体前面下边是第二棱用l2表示，基体后面下边是第三棱用l3表示，基体底面右边是第四棱用l4表示，基体前面上边是第五棱用l5表示，基体后面上边是第六棱用l6表示，基体上面右边是第七棱用l7表示，基体上面左边是第八棱用l8表示，基体后面右边是第九棱用l9表示，基体前面右边是第十棱用l10表示，基体前面左边是第十一棱用l11表示，基体后面左边是第十二棱用l12表示，基体v1上与材料去除体v2的接触面用a5表示；
5、材料去除体v2的材料去除体上表面用a7表示、材料去除体下表面用a8表示，材料去除体右表面用a9，材料去除体左表面用a10表示，材料去除体v2的12条棱分别用l13-l24表示，具体的材料去除体后面右边是第十三棱用l13表示，材料去除体后面上边是第十四棱用l14表示，材料去除体后面下边是第十五棱用l15表示，材料去除体后面左边是第十六棱用l16表示，材料去除体前面上边是第十七棱用l17表示，材料去除体前面下边是第十八棱用l18表示，材料去除体前面右边是第十九棱用l19表示，材料去除体前面左边是第二十棱用l20表示，材料去除体底面左边是第二十一棱用l21表示，材料去除体上面左边是第二十二棱用l22表示，材料去除体上面右边是第二十三棱用l23表示，材料去除体底面右边是第二十四棱用l24表示，材料去除体v2上与基体v1的接触面用a11表示，a11也作为材料去除体v2的加工内表面，a12为加工外表面；
6、步骤2、导入轴向切深ap等于曲面薄壁悬壁高度h的刀位数据文件；
7、步骤3、基于步骤2导入的刀位数据文件，向材料去除体v2的加工内表面a11和加工外表面a12投影，通过创建投影点的方式控制待生成节点的位置，从而创建融合刀位信息的有限元网格；
8、步骤4、在材料去除体v2底边棱l15所有节点上分别定义局部坐标系，用于已去除材料网格的快速判定；
9、步骤5、改变材料去除体v2的材料属性以便模拟工件材料切削过程；
10、步骤6、将曲面薄壁底部所有节点的自由度全部约束，使用分块兰索斯法对任意刀具位置clx的曲面薄壁进行模态分析；
11、步骤7、提取模态频率以及振型，其中振型是与刀具接触线所包含的有限元节点的振型，用于加工稳定性预报。
12、进一步的，所述步骤1，包括如下步骤101至步骤104：
13、步骤101、导入工件模型；
14、步骤102、定义未切除材料属性和已切除切屑材料属性；其中，m1代表未切除材料属性和m2代表已切除切屑材料属性，赋予基体v1和材料去除体v2三维固体单元类型，在工件材料未切除前，指定基体v1和材料去除体v2的材料属性为m1；
15、步骤103、采用有限元前处理器对基体v1和材料去除体v2进行网格划分；
16、步骤104、记录材料去除体v2网格的单元信息到材料去除体节点号文件后，删除材料去除体v2网格。
17、进一步的，在步骤103中，网格划分的方式：
18、基体v1：第二棱l2、第三棱l3、第五棱l5、第六棱l6平均分成m+1份，第一棱l1、第七棱l7、第四棱l4、第八棱l8平均分成n份，第九棱l9、第十棱l10、第十一棱l11、第十二棱l12平均分成l份；
19、材料去除体v2：第十四棱l14、第十五棱l15、第十七棱l17、第十八棱l18平均分成m+1份，第十三棱l13、第十六棱l16、第十九棱l19、第二十棱l20平均分成n份，第二十一棱l21、第二十二棱l22、第二十三棱l23、第二十四棱l24分成1份。
20、进一步的，所述步骤3包括如下步骤301至步骤304：
21、步骤301、创建加工内外表面上的投影点；
22、a)对于加工外表面a12面，在任意刀位i处(1≤i≤m)，刀尖点向第十五棱l15投影，投影点记为pi；
23、b)以pi为起点，以dz＝h/n为步长，沿刀位i处的刀轴矢本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种面向侧铣加工的曲面薄壁件时变动力学参数计算方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的面向侧铣加工的曲面薄壁件时变动力学参数计算方法，其特征在于，所述步骤1，包括如下步骤101至步骤104：
3.根据权利要求2所述的面向侧铣加工的曲面薄壁件时变动力学参数计算方法，其特征在于，在步骤103中，网格划分的方式：
4.根据权利要求3所述的面向侧铣加工的曲面薄壁件时变动力学参数计算方法，其特征在于，所述步骤3包括如下步骤301至步骤304：
5.根据权利要求4所述的面向侧铣加工的曲面薄壁件时变动力学参数计算方法，其特征在于，所述步骤5包括如下步骤501至步骤502：
【技术特征摘要】
1.一种面向侧铣加工的曲面薄壁件时变动力学参数计算方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的面向侧铣加工的曲面薄壁件时变动力学参数计算方法，其特征在于，所述步骤1，包括如下步骤101至步骤104：
3.根据权利要求2所述的面向侧铣加工的曲面薄壁件时变动力学参数计算方法，其特征在...
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