機(jī)械結(jié)合面法向接觸剛度和阻尼的理論模型
本文選題:結(jié)合面 + 微凸體��; 參考:《機(jī)械工程學(xué)報》2017年09期
【摘要】:基于統(tǒng)計接觸理論和等效粗糙接觸表面假設(shè),考慮微凸體在加卸載及動態(tài)載荷下的變形特征,建立了結(jié)合面法向靜、動態(tài)接觸模型,獲得了單位面積法向靜、動態(tài)接觸剛度與接觸阻尼(基礎(chǔ)特性參數(shù))�;贙adin和Etsion的粗糙表面彈塑性卸載接觸模型,通過引入微凸體卸載過程中殘余變形與最大變形量及最大接觸載荷之間的函數(shù)關(guān)系,建立靜態(tài)加卸載接觸模型。針對結(jié)合面間簡諧動態(tài)相對位移,利用泰勒公式對靜態(tài)接觸載荷和接觸剛度進(jìn)行展開,得出了動態(tài)接觸載荷、接觸剛度的增量以及動態(tài)接觸載荷下的能量損耗,建立了法向動態(tài)接觸剛度和接觸阻尼的計算模型。分析了結(jié)合面面壓、動態(tài)位移幅值及振動頻率對動態(tài)接觸剛度和接觸阻尼的影響規(guī)律,研究表明:法向動態(tài)接觸剛度相對靜態(tài)接觸剛度有微小偏移增量,動態(tài)接觸剛度增量和接觸阻尼隨法向面壓及動態(tài)位移幅值的增大而非線性增大,動態(tài)接觸剛度增量隨振動頻率增加呈非線性增大,而接觸阻尼則隨振動頻率增加呈非線性減小。通過理論計算與試驗結(jié)果的對比分析,證明了本文建立的結(jié)合面法向靜、動態(tài)接觸剛度及接觸阻尼理論模型的正確性。
[Abstract]:Based on the statistical contact theory and the equivalent rough contact surface hypothesis, considering the deformation characteristics of the micro-convex body under loading and unloading and dynamic loading, the normal static and dynamic contact models of the interface are established, and the normal static of the unit area is obtained. Dynamic contact stiffness and contact damping. Based on Kadin and Etsion's elastic-plastic unloading contact model of rough surface, the static loading and unloading contact model is established by introducing the functional relationship between residual deformation, maximum deformation and maximum contact load during the unloading of microconvex body. The static contact load and contact stiffness are expanded by Taylor's formula, and the dynamic contact load, the increment of contact stiffness and the energy loss under dynamic contact load are obtained. The calculation model of normal dynamic contact stiffness and contact damping is established. The effects of surface pressure, dynamic displacement amplitude and vibration frequency on the dynamic contact stiffness and contact damping are analyzed. The results show that the normal dynamic contact stiffness increases slightly from the static contact stiffness. The increment of dynamic contact stiffness and contact damping increase with the increase of normal plane pressure and amplitude of dynamic displacement, and the increment of dynamic contact stiffness increases nonlinear with the increase of vibration frequency, while the contact damping decreases with the increase of vibration frequency. The theoretical model of normal static and dynamic contact stiffness and contact damping is proved to be correct by comparing the theoretical calculation with the experimental results.
【作者單位】: 西安理工大學(xué)機(jī)械與精密儀器工程學(xué)院;
【基金】:國家自然科學(xué)基金(51275407,51475363) 陜西省自然科學(xué)基礎(chǔ)研究計劃(2015JM5246)資助項目
【分類號】:TH11
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,本文編號:2021621
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