固定結(jié)合面接觸剛度建模與廣義間隙等效方法研究.pdf

1、機械零部件之間通過裝配形成的結(jié)合部稱為結(jié)合面，它在機械系統(tǒng)正常運行過程中起著傳遞運動、載荷和能量的作用。結(jié)合面的材料和接觸界面參數(shù)等決定機構(gòu)或機器的剛度和阻尼、結(jié)構(gòu)性能和動態(tài)特性，影響機械設備的加工精度和工作穩(wěn)定性等。開展結(jié)合面的動態(tài)特性研究，旨在探索影響機械整體動力學性能的機理，進而為產(chǎn)品設計的選材、零部件表面的加工、機械部件的裝配和加工機械的誤差補償?shù)忍峁├碚撘罁?jù)。開展該項研究，無論是從理論上還是從實際應用上都具有十分重要的意義。<

2、br>　　以螺栓緊固組合梁結(jié)合面為研究對象，理論研究與實驗分析相結(jié)合，在處理結(jié)合面彈塑性變形影響、結(jié)合面微觀接觸剛度建模、結(jié)合面廣義間隙等效方法處理與宏觀動力學建模仿真和實驗方面做了以下工作:
　　(1)建立了考慮彈塑性變形的結(jié)合面法向和切向接觸剛度分形預估修正模型，并進行了參數(shù)影響仿真分析。利用分形接觸理論，對傳統(tǒng)的M-B分形接觸模型進行了修正，考慮結(jié)合面的彈塑性變形，建立了結(jié)合面法向接觸剛度和切向接觸剛度的分形預估修正模型;研

3、究了微觀條件下結(jié)合面法向載荷、分形維數(shù)、分形尺度參數(shù)和材料特性參數(shù)對接觸剛度影響的仿真分析。
　　(2)構(gòu)件表面分形維數(shù)和分形尺度參數(shù)的實驗測定?；跇?gòu)件表面微觀形貌具有自相似的分形特性，利用表面粗糙度儀測定了不同加工精度下的組合梁結(jié)合面的分形維數(shù)D和特征尺度參數(shù)G，為研究表面微觀形貌對構(gòu)件固有頻率等影響提供真實數(shù)據(jù)。
　　(3)通過建立的結(jié)合面“固-隙-固”模型，研究了組合梁結(jié)合面的廣義間隙等效方法，并進行了有限元模態(tài)分析

4、等。將結(jié)合面重構(gòu)由“固體-廣義間隙-固體”組成的系統(tǒng)，即把結(jié)合面等效為廣義間隙;利用建立的接觸剛度分形模型和模態(tài)應變能等效的方法，建立了結(jié)合面廣義間隙等效模型;并根據(jù)此等效模型對組合梁進行有限元分析，研究了結(jié)合面表面微觀形貌對固有頻率的影響。
　　(4)完成了組合梁結(jié)合面廣義間隙等效方法的實驗驗證。通過對組合梁進行模態(tài)試驗，獲得了組合梁前5階彎曲振動固有頻率;對廣義間隙等效方法處理結(jié)果進行誤差分析，驗證了廣義間隙等效方法處理結(jié)合面