航空發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子、靜子結(jié)構(gòu)存在很多螺栓連接結(jié)構(gòu),由于存在接觸、摩擦、滑移、微動(dòng),導(dǎo)致螺栓連接結(jié)構(gòu)存在非線性和不確定性,其動(dòng)力學(xué)特性十分復(fù)雜。對航空發(fā)動(dòng)機(jī)開展整機(jī)動(dòng)力學(xué)分析時(shí),考慮螺栓連接細(xì)節(jié)會(huì)顯著提高計(jì)算量,而忽略螺栓影響則會(huì)引起一定的誤差,因而需要一個(gè)簡化并具有較高精度螺栓連接結(jié)構(gòu)模型,滿足工程計(jì)算需求。本文通過理論、仿真和實(shí)驗(yàn)手段建立螺栓連接結(jié)構(gòu)中粗糙表面接觸剛度模型,計(jì)算不同螺栓預(yù)緊力下,連接件和被連接件之間的粗糙表面接觸剛度,并將其用于分析航空發(fā)動(dòng)機(jī)典型盤鼓轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)特性。具體包括:(1)理論計(jì)算方面,分析了基于統(tǒng)計(jì)學(xué)的粗糙表面純彈性接觸剛度解析模型,對所加工的墊片形貌進(jìn)行測繪分析和接觸剛度計(jì)算;結(jié)果表明:由于加工偏差,同一個(gè)墊片不同的位置計(jì)算的粗糙表面接觸剛度存在波動(dòng);相同的螺栓預(yù)緊力下,接觸剛度隨粗糙度的增加而減小。(2)仿真計(jì)算方面,建立了真實(shí)形貌的二維有限元模型,并開展接觸仿真獲得預(yù)緊力對接觸剛度的影響規(guī)律;對比分析了首次加載和再次加載接觸剛度,結(jié)果表明:對于二次或多次加載表面進(jìn)行接觸仿真時(shí),應(yīng)該采用純彈性接觸理論。在此基礎(chǔ)上,基于分形理論建立該粗糙表面的三維有限... 

【文章來源】：大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 課題背景與意義
    1.2 粗糙表面接觸特性研究現(xiàn)狀
        1.2.1 基于統(tǒng)計(jì)學(xué)方法的粗糙表面接觸研究現(xiàn)狀
        1.2.2 基于分形方法的粗糙表面接觸研究現(xiàn)狀
        1.2.3 基于有限元仿真的粗糙表面接觸研究現(xiàn)狀
    1.3 螺栓連接結(jié)構(gòu)連接特性研究進(jìn)展
    1.4 本文的研究思路與內(nèi)容安排
2 粗糙表面接觸理論建模及分析
    2.1 Hertz接觸應(yīng)力分析
    2.2 接觸分析
        2.2.1 單個(gè)微凸體接觸
        2.2.2 多個(gè)微凸體理想粗糙表面接觸
        2.2.3 多個(gè)微凸體非理想粗糙表面接觸
    2.3 GW理論接觸剛度模型
    2.4 粗糙表面接觸算例分析
    2.5 本章小結(jié)
3 基于有限元的粗糙表面接觸剛度仿真
    3.1 實(shí)測粗糙表面數(shù)據(jù)處理
    3.2 二維粗糙表面接觸特性的仿真
        3.2.1 實(shí)測粗糙表面的數(shù)值模型
        3.2.2 實(shí)測粗糙表面接觸特性分析
    3.3 重復(fù)加載表面接觸特性分析
    3.4 三維粗糙表面接觸特性的數(shù)值研究
        3.4.1 結(jié)構(gòu)函數(shù)法求分形維數(shù)
        3.4.2 三維粗糙表面接觸特性分析
    3.5 本章小結(jié)
4 基于模態(tài)應(yīng)變能的螺栓連接結(jié)構(gòu)接觸剛度建模
    4.1 螺栓連接結(jié)構(gòu)固有特性實(shí)驗(yàn)研究
        4.1.1 螺栓連接結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)臺的搭建
        4.1.2 螺栓連接結(jié)構(gòu)固有特性實(shí)驗(yàn)測試
    4.2 基于薄層單元法的螺栓連接結(jié)構(gòu)固有特性仿真
    4.3 螺栓連接結(jié)構(gòu)接觸剛度識別
        4.3.1 接觸剛度建模的方法與思路
        4.3.2 基于模態(tài)應(yīng)變能的接觸剛度識別方法
        4.3.3 接觸剛度建模方法對比分析
    4.4 螺栓連接結(jié)構(gòu)接觸剛度結(jié)果綜合對比分析
    4.5 本章小結(jié)
5 螺栓連接的盤鼓轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)特性研究
    5.1 螺栓連接盤鼓轉(zhuǎn)子系統(tǒng)靜力學(xué)仿真
    5.2 盤鼓轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)特性仿真
        5.2.1 盤鼓轉(zhuǎn)子系統(tǒng)有限元建模
        5.2.2 盤鼓轉(zhuǎn)子系統(tǒng)固有特性仿真
        5.2.3 盤鼓轉(zhuǎn)子系統(tǒng)諧響應(yīng)分析
    5.3 盤鼓轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)不確定性研究
        5.3.1 螺栓連接對盤鼓轉(zhuǎn)子固有特性的影響
        5.3.2 接觸剛度不確定性對盤鼓轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)特性影響
        5.3.3 支承剛度不確定性對盤鼓轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)特性影響
        5.3.4 耦合不確定性對盤鼓轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)特性影響
    5.4 盤鼓轉(zhuǎn)子自由模態(tài)實(shí)驗(yàn)校核
        5.4.1 盤鼓轉(zhuǎn)子自由模態(tài)實(shí)驗(yàn)測試
        5.4.2 盤鼓轉(zhuǎn)子實(shí)驗(yàn)仿真結(jié)果對比分析
    5.5 本章小結(jié)
結(jié)論
展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：2907952