针对微尺度下空气静压主轴的动态特性问题,建立了体现稀薄效应的主轴有限元模型,对主轴的模态、谐响应进行了研究.首先,基于有限元法对主轴进行建模,轴承部分采用Combin14弹簧单元建模.接着,通过扰动法得出稀薄效应下以及传统情况下轴承的刚度、阻尼参数,将此参数替代主轴模态分析中采用的弹簧单元的刚度、阻尼参数,结合主轴实际工作状态,进而分析出两种情况下的主轴的模态结果.然后,对主轴进行谐响应分析,校核之前模态分析结果.最后,对主轴进行锤击模态试验,从而检验两种状态下的模态分析结果.实验结果表明:稀薄效应下分析所得主轴1阶固有频率值较试验测量值的误差只有3.6％左右,而传统情况下得出的1阶频率值的误差在15％左右,这对主轴系统以后的优化设计和精度控制方面具有一定的理论依据.
空气静压主轴 稀薄效应 模态分析 动态性能