螺栓連接結(jié)構(gòu)是非連續(xù)結(jié)構(gòu)最為普遍的一種形式,廣泛存在于燃氣輪機和航空發(fā)動機中,由螺栓連接結(jié)構(gòu)熱滑移引起各類設(shè)備事故的案例不勝枚舉,因此研究螺栓連接結(jié)構(gòu)的接觸特性是保證連接結(jié)構(gòu)部件強度的基礎(chǔ)、是提高旋轉(zhuǎn)機械動力學(xué)分析精度的基礎(chǔ)、是確保機械設(shè)備安全性和穩(wěn)定性的基礎(chǔ)�；诼菟ㄟB接結(jié)構(gòu)易產(chǎn)生熱滑移的現(xiàn)象,從螺栓連接結(jié)構(gòu)的力學(xué)接觸特性和接觸界面的熱力耦合傳遞規(guī)律著手,分析了螺栓連接結(jié)構(gòu)產(chǎn)生熱滑移的原因,同時分析螺栓連接法蘭產(chǎn)生熱滑移對非連續(xù)轉(zhuǎn)子臨界轉(zhuǎn)速和振動響應(yīng)的影響。本文首先從微觀尺度,以單個微凸體為研究對象,分析了粗糙表面間的接觸特性,得到了微凸體變形量和與剛性平板的接觸面積隨加載位移的變化關(guān)系,同時結(jié)合有限元分析了連接平面接觸壓力的分布有效區(qū)域隨相關(guān)影響因素的變化規(guī)律,并給出了接觸壓力分布的數(shù)學(xué)模型。以單螺栓連接平板為分析對象,建立了接觸界面穩(wěn)態(tài)下的熱力耦合傳遞模型,分析了接觸界面了熱力傳遞隨著螺栓預(yù)緊力、溫度及相關(guān)的材料屬性的變化規(guī)律,得到了考慮熱力耦合影響的連接界面接觸壓力分布規(guī)律和穩(wěn)態(tài)下的溫度分布規(guī)律。以雙螺栓連接平板為研究對象,對連接界面產(chǎn)生相對滑移的機理進行分析,建立了連接結(jié)構(gòu)熱滑移力學(xué)模型,分別分析了均勻溫度場和非均勻溫度場下雙螺栓連接平板熱滑移隨螺栓預(yù)緊力、傳熱溫差和界面摩擦系數(shù)的變化規(guī)律。以某型航空發(fā)動機非連續(xù)轉(zhuǎn)子為研究對象,構(gòu)建轉(zhuǎn)子動力學(xué)模型,分析了螺栓連接剛度和連接法蘭產(chǎn)生的熱滑移對轉(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)速和振動響應(yīng)的影響規(guī)律。研究結(jié)果可以為非連續(xù)轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)設(shè)計和運行過程中的相關(guān)振動問題分析提供參考。
【學(xué)位單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TH131.3
【部分圖文】：

sgn suuu c s cF F F F e u Cu 于控制工程，在控制器設(shè)計中需要考慮型的動摩擦模型包括 Dahl 模型、鬃毛測定發(fā)現(xiàn)界面摩擦力未達到最大靜摩擦系，當(dāng)切向力超過最大線性力時，撤銷于應(yīng)力—應(yīng)變的對應(yīng)關(guān)系，通過建立微1 sgnfcdFFvdx F 位移量， 為剛性系數(shù)，v為相對速度，隨著 增大而增大，一般情況下 1向有關(guān)，與相對速率無關(guān)，伺服設(shè)計中缺陷是不能描述靜摩擦力且不能捕捉

圖 1-3 鬃毛模型示意圖l 模型，同時采納了鬃毛模型的思想，Canudas de Wit同樣假定接觸表面間的接觸為鬃毛接觸，但與鬃毛模鬃毛的平均變形來表示摩擦力，而不是隨機行為，的變形是連續(xù)的，可以更加平滑地過渡到下一個摩。Lurge 摩擦模型的數(shù)學(xué)描述為：f0 1dzF z Cvdt dzvv zdt g v 201suuc s cg v F F F e 毛的平均變形，0 為剛度系數(shù)，1 為阻尼系數(shù)。Lu數(shù) 和 的識別。

圖 1-4 并聯(lián) Iwan 和串聯(lián) Iwan 模型示意圖上，動態(tài)摩擦模型可以較好地揭示摩擦機理，并且大多數(shù)模型需要述不同的摩擦現(xiàn)象，在實際結(jié)構(gòu)中這樣參數(shù)大多不能直接測量；與擦模型的計算量小，需要測量的狀態(tài)參數(shù)少，在實際工程中仍然被文主要研究內(nèi)容了分析燃氣輪機和航空發(fā)動機中螺栓連接結(jié)構(gòu)的接觸特性和熱滑立理論模型和有限元仿真模型獲取螺栓連接界面的熱力傳遞特性此基礎(chǔ)上分析了螺栓連接結(jié)構(gòu)產(chǎn)生熱滑移的機理及產(chǎn)生熱滑移的動力學(xué)特性，具體的研究內(nèi)容如下：栓連接界面接觸特性研究：基于粗糙表面相關(guān)基礎(chǔ)理論，通過有 Abaqus 分析單個微凸體與剛性平板在接觸過程中接觸載荷和接觸移載荷的變化規(guī)律；同樣利用有限元仿真分析用來描述連接界面接效區(qū)域的錐角隨著螺栓預(yù)緊力、連接平板厚度、連接平板楊氏模量
【參考文獻】

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本文編號：2857671