本文關(guān)鍵詞：粗糙表面接觸特性的實(shí)驗(yàn)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：精密儀器和精密機(jī)械的結(jié)構(gòu)精度與性能不但與零部件的制造偏差有關(guān),而且與零部件之間的接觸特性有關(guān),零部件之間相互接觸的表面稱為結(jié)合面。對結(jié)構(gòu)的靜、動態(tài)精度分析來說,粗糙表面接觸特性是指結(jié)合面的力學(xué)特性(不考慮電、熱、磁特性),即接觸應(yīng)力、接觸剛度和接觸阻尼特性。為了提高精密儀器和精密機(jī)械系統(tǒng)的裝配精度和動態(tài)性能,研究粗糙表面接觸特性顯得尤為重要。論文的主要工作如下：(1)將激光超聲理論、聲表面波傳播理論與粗糙表面接觸理論相結(jié)合,從理論上論證了激光超聲應(yīng)用于粗糙表面接觸應(yīng)力研究的可行性。(2)搭建了激光超聲實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),研究了結(jié)合面面壓(單位面積上的壓力)、表面粗糙度與聲表面波之間的關(guān)系；實(shí)驗(yàn)證實(shí)了利用激光聲表面波技術(shù)探測粗糙表面接觸力學(xué)特性的可行性；發(fā)現(xiàn)了結(jié)合面間面壓對聲表面波的衰減效應(yīng),測得了聲表面波在傳播過程中其衰減幅度與面壓之間的單谷曲線關(guān)系；獲得了結(jié)合面的粗糙度與其上傳播的聲表面波信號衰減幅度之間的定量關(guān)系。(3)提出了利用統(tǒng)計(jì)規(guī)律性考慮真實(shí)接觸面積因素的結(jié)合面剛度和阻尼特性建模思想,建立大面積結(jié)合時,法向、切向的剛度和阻尼以面壓和面積為參變量的計(jì)算模型,發(fā)現(xiàn)面壓對切向動態(tài)特性的作用要顯著強(qiáng)于對法向動態(tài)特性的作用。(4)對提出的結(jié)合面剛度和阻尼特性參數(shù)解算模型及其應(yīng)用建模方法進(jìn)行了工程應(yīng)用與工程驗(yàn)證。建立了機(jī)床床身和立柱結(jié)構(gòu)的有限元分析模型,工程試驗(yàn)表明,其計(jì)算模態(tài)與實(shí)測模態(tài)的固有頻率平均相差不超過7.4%,滿足工程應(yīng)用要求。
【關(guān)鍵詞】：粗糙表面 接觸特性 結(jié)合面 接觸剛度 接觸阻尼 激光超聲 聲表面波
【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TH117
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-9
• 1 緒論9-16
• 1.1 研究背景與意義9-11
• 1.1.1 研究背景9
• 1.1.2 研究意義9-11
• 1.2 背景科研項(xiàng)目簡介11
• 1.3 國內(nèi)外研究進(jìn)展11-14
• 1.3.1 粗糙表面接觸特性研究概況11-14
• 1.3.2 粗糙表面接觸特性研究存在的問題14
• 1.4 本文主要研究內(nèi)容14-16
• 2 基于激光超聲技術(shù)的粗糙表面接觸應(yīng)力測試?yán)碚摶A(chǔ)16-37
• 2.1 激光超聲技術(shù)理論基礎(chǔ)16-26
• 2.1.1 激光超聲技術(shù)研究進(jìn)展16-17
• 2.1.2 激光超聲技術(shù)激發(fā)粗糙表面產(chǎn)生超聲波的理論基礎(chǔ)17-20
• 2.1.3 激光超聲技術(shù)接收超聲波的理論基礎(chǔ)20-25
• 2.1.4 激光超聲技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)25
• 2.1.5 激光超聲技術(shù)的應(yīng)用25-26
• 2.2 聲表面波接收的理論基礎(chǔ)26-31
• 2.2.1 聲表面波簡介26
• 2.2.2 聲表面波在粗糙表面的波動方程26-29
• 2.2.3 聲表面波在粗糙表面的傳播方程29
• 2.2.4 聲表面波的質(zhì)點(diǎn)位移29-30
• 2.2.5 聲表面波的傳播速度30-31
• 2.3 粗糙表面接觸理論基礎(chǔ)31-35
• 2.3.1 粗糙表面接觸應(yīng)力的理論基礎(chǔ)31-32
• 2.3.2 單峰接觸模型32-33
• 2.3.3 隨機(jī)粗糙表面的接觸模型33-35
• 2.4 激光超聲應(yīng)用于粗糙表面接觸應(yīng)力研究的可行性分析35-36
• 2.5 本章小結(jié)36-37
• 3 粗糙表面接觸應(yīng)力特性的實(shí)驗(yàn)研究37-56
• 3.1 研究粗糙表面接觸應(yīng)力特性的激光超聲實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)37-39
• 3.1.1 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)組成37-38
• 3.1.2 激光器的選擇38-39
• 3.1.3 聲表面波超聲探頭的選擇39
• 3.2 基于激光超聲的粗糙表面接觸應(yīng)力測量實(shí)驗(yàn)及分析39-50
• 3.2.1 信號的采集與分析39-41
• 3.2.2 激發(fā)能量與聲表面波信號強(qiáng)度的對應(yīng)關(guān)系41-42
• 3.2.3 燒蝕作用對聲表面波信號的影響42-43
• 3.2.4 面壓對聲表面波信號的影響43-47
• 3.2.5 接觸面積與聲表面波信號的對應(yīng)關(guān)系47-49
• 3.2.6 表面粗糙度與聲表面波信號的對應(yīng)關(guān)系49-50
• 3.3 粗糙表面接觸應(yīng)力分布研究50-55
• 3.3.1 仿真研究50-52
• 3.3.2 實(shí)驗(yàn)研究52-55
• 3.4 本章小結(jié)55-56
• 4 粗糙表面接觸剛度和接觸阻尼研究56-68
• 4.1 結(jié)合面剛度和阻尼建模的理論基礎(chǔ)56-58
• 4.2 結(jié)合面剛度和阻尼數(shù)據(jù)獲取與分析58-60
• 4.3 結(jié)合面剛度和阻尼的數(shù)據(jù)擬合60-66
• 4.3.1 數(shù)據(jù)擬合的數(shù)學(xué)模型建立60-61
• 4.3.2 數(shù)據(jù)擬合流程61-64
• 4.3.3 數(shù)據(jù)擬合的結(jié)果與分析64-65
• 4.3.4 數(shù)據(jù)擬合的假設(shè)檢驗(yàn)65
• 4.3.5 數(shù)據(jù)擬合的誤差分析65-66
• 4.4 結(jié)合面剛度和阻尼的經(jīng)驗(yàn)公式66
• 4.5 本章小結(jié)66-68
• 5 粗糙表面接觸特性參數(shù)的工程應(yīng)用68-74
• 5.1 結(jié)合面的等效處理方法68-70
• 5.2 仿真分析與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證70-73
• 5.2.1 有限元仿真70-72
• 5.2.2 仿真結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果對比分析72-73
• 5.3 本章小結(jié)73-74
• 6 結(jié)論與展望74-77
• 6.1 結(jié)論74-75
• 6.2 展望75-77
• 致謝77-79
• 參考文獻(xiàn)79-83
• 附錄83

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前8條

1 祝丹暉;解妙霞;孔祥杰;張文博;陳花玲;;復(fù)雜機(jī)械結(jié)構(gòu)中高頻動響應(yīng)能量有限元方法研究[J];中國工程科學(xué);2013年01期

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7 錢夢

本文編號：392812