發(fā)布時間：2017-06-25 17:15

  本文關(guān)鍵詞：基于分形理論的栓接結(jié)合部動態(tài)特性研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：眾所周知,一個完整的機(jī)械產(chǎn)品,尤其是大型裝備,是由各種零部件裝配得到,其中的螺栓聯(lián)接是應(yīng)用最為廣泛的一種聯(lián)接方式,正是由于聯(lián)接的存在,使得整機(jī)系統(tǒng)不再連續(xù),各零部件之間形成了若干個“結(jié)合面”。結(jié)合面間的摩擦、磨損對整個機(jī)械系統(tǒng)的性能有著重要影響。因此,分析和研究結(jié)合面的接觸特性十分重要。本文基于分形理論,分析了結(jié)合面的微觀接觸機(jī)理,并表征了結(jié)合面的微觀形貌,構(gòu)建不同維數(shù)的三維表面,建立結(jié)合面法向和切向剛度模型,對其進(jìn)行理論分析和實(shí)驗研究,揭示接觸微觀接觸特性。具體研究內(nèi)容如下:首先,根據(jù)結(jié)合面在機(jī)械產(chǎn)品中的特殊性,闡述了研究意義,并介紹了分形理論的相關(guān)知識,在此基礎(chǔ)上,對結(jié)合面接觸機(jī)理進(jìn)行分析,研究單個微凸體、法向載荷、真實(shí)接觸面積等相關(guān)參數(shù)的三維接觸分形模型,進(jìn)而闡述了不同變形階段剛度的變化特征。接著,基于變形過程的三個不同階段,即彈性、彈塑性、塑性,從法向和切向角度,推導(dǎo)了具有高度非線性的結(jié)合面剛度分形模型,進(jìn)而對模型進(jìn)行數(shù)據(jù)仿真分析,揭示不同變形階段的接觸機(jī)理,表征分形維數(shù)、尺度系數(shù)、外部載荷等參數(shù)對結(jié)合面接觸剛度的影響。研究表明:無量綱的法向、切向剛度與無量綱的載荷正相關(guān),且隨分形維數(shù)的增大而增大,隨無量綱的尺度系數(shù)增大而減小。最后,基于分形函數(shù),結(jié)合MATLAB和Pro/E軟件,分別建立單個微凸體、表面三維實(shí)體和結(jié)合面接觸模型,并進(jìn)行ANSYS有限元分析,獲得外部載荷與結(jié)合面變形之間的函數(shù)表達(dá)式,利用微分關(guān)系建立結(jié)合面法向、切向剛度與載荷呈K=mPn關(guān)系,且系數(shù)m隨著分形維數(shù)D的增加而遞增,而系數(shù)n卻隨之減小。通過對比,驗證了所建剛度模型的準(zhǔn)確性。
【關(guān)鍵詞】：結(jié)合面 分形理論 接觸模型 接觸剛度 有限元分析
【學(xué)位授予單位】：西安建筑科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TH131.3
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 1 緒論8-16
• 1.1 研究背景和意義8-10
• 1.2 課題來源10
• 1.3 結(jié)合面的研究現(xiàn)狀10-14
• 1.3.1 國外研究現(xiàn)狀10-12
• 1.3.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀12-14
• 1.4 本文主要研究內(nèi)容14-15
• 1.5 本章小結(jié)15-16
• 2 粗糙表面的分形表征16-31
• 2.1 分形理論概述16-20
• 2.1.1 分形幾何概念16-18
• 2.1.2 分形維數(shù)定義18-20
• 2.2 結(jié)合面的分形表征20-22
• 2.3 二維分形曲線模擬22-25
• 2.4 三維分形表面模擬25-30
• 2.4.1 各向異性三維表面表征25
• 2.4.2 各向同性三維表面表征25-30
• 2.5 本章小結(jié)30-31
• 3 結(jié)合面接觸微觀作用機(jī)理分析31-55
• 3.1 結(jié)合面接觸分形模型31-36
• 3.1.1 微凸體的接觸變形31-32
• 3.1.2 微凸體的尺寸分布32-33
• 3.1.3 粗糙表面的真實(shí)接觸面積33
• 3.1.4 微凸體的法向載荷33-36
• 3.2 結(jié)合面法向接觸剛度模型36-46
• 3.2.1 微凸體的法向接觸剛度36-37
• 3.2.2 結(jié)合面法向接觸剛度模型37-39
• 3.2.3 結(jié)合面法向接觸載荷模型39-43
• 3.2.4 結(jié)合面法向接觸模型仿真43-46
• 3.3 結(jié)合面切向接觸剛度模型46-54
• 3.3.1 微凸體的切向接觸剛度46
• 3.3.2 結(jié)合面切向接觸剛度模型46-47
• 3.3.3 結(jié)合面切向接觸載荷模型47-51
• 3.3.4 結(jié)合面切向接觸模型仿真51-54
• 3.4 本章小結(jié)54-55
• 4 結(jié)合面接觸模型的有限元仿真與分析55-70
• 4.1 有限元分析法介紹55-59
• 4.1.1 ANSYS中接觸分析概述56-57
• 4.1.2 面-面接觸分析的注意問題57-59
• 4.2 結(jié)合面實(shí)體模型的建立59-62
• 4.2.1 三維表面坐標(biāo)值的提取59-61
• 4.2.2 三維分形表面的建立61
• 4.2.3 三維分形實(shí)體的建立61-62
• 4.3 結(jié)合面剛度模型的有限元分析62-64
• 4.3.1 結(jié)合面有限元模擬方法62-63
• 4.3.2 結(jié)合面有限元分析63-64
• 4.4 結(jié)合面剛度的數(shù)學(xué)模型64-69
• 4.4.1 結(jié)合面法向剛度建模與分析64-67
• 4.4.2 結(jié)合面切向剛度建模與分析67-69
• 4.5 本章小結(jié)69-70
• 5 結(jié)論與展望70-72
• 5.1 總結(jié)與結(jié)論70-71
• 5.2 研究展望71-72
• 參考文獻(xiàn)72-78
• 附錄 攻讀碩士期間發(fā)表的論文78-80
• 致謝80

【相似文獻(xiàn)】

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