削测力系统的辅助装置设计及CAD图纸(3)
1.2.3压电效应的原理
压电效应的原理是，如果对压电材料施加压力，它便会产生电位差（称之为正压电效应），反之施加电压，则产生机械应力（称为逆压电效应）。如果压力是一种高频震动，则产生的就是高频电流。而高频电信号加在压电陶瓷上时，则产生高频声信号（机械震动），这就是我们平常所说的超声波信号。也就是说，压电陶瓷具有机械能与电能之间的转换和逆转换的功能，这种相互对应的关系确实非常有意思。
压电材料可以因机械变形产生电场，也可以因电场作用产生机械变形，这种固有的机-电耦合效应使得压电材料在工程中得到了广泛的应用。例如，压电材料已被用来制作智能结构，此类结构除具有自承载能力外，还具有自诊断性、自适应性和自修复性等功能，在未来的飞行器设计中占有重要的地位。
1.2.4钻削测力仪的研究现状
随着科技的进步，建立预报钻削力模型的方法也在不断发展。1997年，Islam A U和Liu M C提出了用人工神经网络预报群钻轴向力和扭矩的方法，其训练用数据直接从文献资料中提取。2001年Kawaji S等人也提出了一种用神经网络模型估计和控制钻削轴向力的方法：①离线构建一个轴向力神经网络模型；②以该模型为基础，通过在线最小二乘法训练，建立一个模拟神经控制器；③将经过训练的神经控制器应用于钻削系统，得到轴向力。1999年，Chen Y应用有限元方法分析具有刃口圆弧半径刀具的斜角切削过程，建立了一个用有限次任意刃形钻头标定的任意刃形钻头钻削力模型。2004年，Strenkowski J S等人用一个欧拉有限单元模型模拟组成切削刃的单元刀具的切削力，提出了用有限元技术预报麻花钻轴向力和扭矩的方法。2002年，Yang J A等人提出了一种用I-DEAS CAE软件系统实现的钻削过程仿真模型，可以预报动态钻削力。
1.2.5 测力仪的数学模型和频率特征分析
压电式测力仪，从动力学观点可以把它视为单质点振动系统，是由一个质量m，弹簧K和阻尼器c组成的等效系统，如图4所示基本模型，其上作用着按正弦函数变化的切削力
式中F0 为切削力的幅值，N；ω为切削力变动角频率，rad／s。此时，作用在模型上的力的平衡方程式为
式中 m为等效质量c为弹性系数。