基于边界拓扑的热边界条件辨识方法技术

本发明专利技术涉及一种基于边界拓扑的热边界条件辨识方法，采用热边界检测单元、热边界拓扑单元、热边界条件辨识单元，其中：热边界检测单元内置于主轴系统结合面的表面，采集主轴系统结合面的温度，采集到的主轴系统结合面的温度数据用于热边界拓扑，热边界拓扑单元根据采集到的主轴系统结合面的温度数据确定拓扑不变量及拓扑结构，热边界条件辨识单元根据拓扑边界计算热边界条件，并通过辨识模型计算主轴系统的热边界条件，计算结果存储于数据库供主轴系统热特性精确分析。本发明专利技术的热边界条件辨识方法，不仅可以实现主轴系统结合面接触热阻的辨识，而且可以实现主轴系统内热源生热量及对流换热系数的辨识，同时可用于主轴系统热特性的精确分析。的精确分析。的精确分析。

【技术实现步骤摘要】
基于边界拓扑的热边界条件辨识方法


[0001]本专利技术涉及一种高速主轴热特性的精确分析方法，特别涉及一种基于边界拓扑的热边界条件辨识方法。

技术介绍

[0002]随着主轴转速提高及电主轴在高速机床广泛应用，主轴高速运转产生的热变形严重影响机床加工精度。所以，对高速主轴热特性精确分析并控制是提高机床精度的关键技术。而主轴系统的热特性就像“黑匣子”，有诸多热边界条件无法精确获得，限制了热特性分析及控制的准确性。因此，解决高速、高效、高精度工作状态下的热特性精确分析及控制是高速主轴的一项关键技术，对提高加工精度和寿命具有重要意义。
[0003]要解决高速主轴热特性的精确分析问题，热边界条件的辨识是关键。内热源生热量、对流换热系数、结合面接触热阻是热特性分析的三个关键参数，其辨识精度决定热特性分析的准确性。目前最为典型的辨识方法包括理论计算法、实验测量法、智能优化法、反求法等。但是，由于热边界条件的复杂性及试验的局限性，导致辨识精度与实际值存在一定偏差；再者，由于热边界的形状、部位和材料等多种因素的影响，导致准确值难以确定。
[000本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于边界拓扑的热边界条件辨识方法，其特征在于：采用热边界检测单元、热边界拓扑单元、热边界条件辨识单元，其中：热边界检测单元内置于主轴系统结合面的表面，采集主轴系统结合面的温度，采集到的主轴系统结合面的温度数据用于热边界拓扑，热边界拓扑单元根据采集到的主轴系统结合面的温度数据确定拓扑不变量及拓扑结构，热边界条件辨识单元根据拓扑边界计算热边界条件，并通过辨识模型计算主轴系统的热边界条件，计算结果存储于数据库供主轴系统热特性精确分析。2.根据权利要求1所述的基于边界拓扑的热边界条件辨识方法，其特征在于：所述的热边界检测单元包括：微型贴片式温度传感器、数据采集系统，其中：微型贴片式温度内嵌于主轴系统结合面表面，以实现结合面温度的实时测量，测量结果通过数据采集系统传输至上位机。3.根据权利要求1所述的基于边界拓扑的热边界条件辨识方法，其特征在于：所述的热边界拓扑单元包括：拓扑不变量、拓扑边界，其中：拓扑不变量由所辨识主轴系统结合面组件的界面温度组成，拓扑边界是在保持界面温度不变的条件下，采用均匀化方法将两个主轴系统结合组件间不连续的结合面拓扑成结构连续的连续体。4.根据权利要求1所述的基于边界拓扑的热边界条件辨识方法，其特征在于：所述的热边界条件辨识单元包括：接触热阻辨识模...

【专利技术属性】
技术研发人员：范开国，
申请(专利权)人：上海理工大学，
类型：发明
国别省市：