本文關(guān)鍵詞：固定曲面結(jié)合面的分形接觸模型與動力學(xué)研究

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【摘要】：在機械結(jié)構(gòu)中,起固定聯(lián)接和支承作用的固定曲面結(jié)合面(如軸承結(jié)合面、螺栓結(jié)合面、圓柱銷結(jié)合面和鉚釘結(jié)合面等)是機械結(jié)構(gòu)中最為普遍的一種結(jié)合面,結(jié)合面間出現(xiàn)的微觀或宏觀的振動位移激發(fā)結(jié)合面的振動-摩擦現(xiàn)象,結(jié)合面既存儲能量又消耗能量,表現(xiàn)出既有彈性又有阻尼的本質(zhì)特性,導(dǎo)致系統(tǒng)表現(xiàn)出復(fù)雜的動態(tài)特性。 本課題以機械固定曲面結(jié)合面為研究對象,建立微觀的“固-隙-固”接觸模型,基于分形接觸理論研究粗糙表面的變形過程,建立結(jié)合面的法向和切向的接觸剛度的分形模型,并研究剛度的影響因素,為理論研究提供依據(jù)。該研究具有重要科學(xué)意義,也有助于尋找改善結(jié)合面接觸剛度等動態(tài)特性的有效途徑,為表面處理、材料選擇和誤差補償提供技術(shù)支持,最終改善復(fù)雜機械系統(tǒng)的動態(tài)特性和結(jié)構(gòu)性能,具有廣闊的應(yīng)用前景。 本課題的主要研究內(nèi)容有： (1)考慮結(jié)合面宏觀形狀和結(jié)合面摩擦因素影響,將結(jié)合面微凸體的變形過程分為塑性、彈性和彈塑性變形,分別研究其分形接觸模型。 (2)利用修正M-B接觸模型推導(dǎo)了的結(jié)合面法向和切向接觸剛度的分形模型。通過數(shù)值仿真,研究了分形參數(shù)、結(jié)合面摩擦因素、接觸載荷等對法向剛度和切向剛度的影響。 (3)以典型的圓柱形結(jié)合部為研究對象,理論計算出粗糙曲面在三種模型下的法向和切向接觸剛度。利用有限元分析軟件ANSYS建立其三維實體模型,采用彈簧單元表征圓柱形結(jié)合面；通過模態(tài)分析得到三組不同結(jié)合面剛度數(shù)值下結(jié)合部的固有頻率及振型等動態(tài)特性。另外,對光軸支架結(jié)合部進行接觸分析,研究結(jié)合部的應(yīng)力分布和結(jié)合面的壓力分布,通過提取結(jié)合面上節(jié)點的載荷和變形,得到結(jié)合面的剛度值。 (4)對軸支架配合結(jié)合部進行模態(tài)試驗,獲得結(jié)合部前4階模態(tài)參數(shù),并驗證論文提出的結(jié)合面接觸剛度分形模型的合理性、準確性。
【學(xué)位授予單位】：東北大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TH113

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本文編號：1227491