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舰船在行驶过程中难免存在零部件的损伤与脱落,因此保障舰船长期正常运行关系到重要的经济与战略利益。为了满足舰船装备的快速保障性要求,针对船用机床的舰船环境特点和要求,进行了船用多功能数控机床的研制工作;并对船用机床动态性能的关键内容进行研究,研究内容包括三个方面:机床的结构模态特点、耐波性和切削加工性能。主要研究内容及结论如下:(1)针对船用多功能数控机床的结构特点,构建了机床宏微耦合振动数值模型,并采用试验模态分析和有限元(FEM)相结合的方法得到了机床结构的固有模态参数。分析结果表明本文构建的机床数值模型能够较好地体现机床结构的固有动态性能;并验证了本文提出的试验模态振型与FEM振型耦合计算模态参数的方法具备合理性。(2)针对波浪振动环境特点,基于机床FEM模型,采用瞬态冲击分析、随机振动(PSD)分析和谐响应分析法对极端波浪载荷作用下机床结构的耐波性进行研究。研究表明机床结构的较大应力位于立柱导轨滑块部件;当机床遭遇极端波浪砰击作用下,具备可靠的结构强度;然而,极端波浪载荷PSD形式对机床初阶固有模态具有较大影响。同时,极端摇荡波浪对机床结构的谐响应研究表明在遭遇极端风浪作用下机床具备结构稳定性和一定的保障加工能力。(3)针对机床波浪载荷振动环境特点,采用疲劳分析和减振性设计对机床结构进行研究。结果表明适居性极端波浪摇荡载荷造成机床结构的总体疲劳损伤系数远小于1,极端波浪砰击载荷作用下机床总体疲劳损伤系数为0.14,所以机床具备极端波浪摇荡载荷的疲劳安全性。同时,机床立柱重心减振设计有利于机床耐波性能的提高。(4)为研究机床的加工动态性能,采用波浪振动适应区最大载荷对机床切削系统进行边界约束,采用试验分析与FEM分析相结合的方法获得了机床切削系统动态性能参数,结果表明机床具备舰船适应区环境下加工精度0.01mm的稳定性。为研究机床加工常用保障性涂层的动态性能,针对波浪载荷和涂层的特点,提出机床切削涂层的两个工步方案;并采用数值分析与试验分析相结合的方法得到了机床加工涂层的切削力模型。另外,为保证机床切削涂层过程中涂层结合强度的质量,采用瞬态分析与频谱分析方法对涂层结合强度进行了研究。结果表明最大瞬态径向切削力对涂层结合强度的影响较小,切削残余应力对涂层结合强度的影响比较突出;并采用正交试验与回归分析法获得了涂层结合强度计算模型。