基于分形理論的結(jié)合面剛度建模研究
本文關(guān)鍵詞: 結(jié)合面 分形理論 法向剛度 切向剛度 出處:《機(jī)械設(shè)計與制造》2016年12期 論文類型:期刊論文
【摘要】:機(jī)械零部件中的結(jié)合面剛度影響整體結(jié)構(gòu)的動態(tài)特性,剛度模型是否準(zhǔn)確是影響整體結(jié)構(gòu)動力學(xué)模型的關(guān)鍵因素之一。將結(jié)合面假設(shè)為剛性光滑平面與粗糙平面之間的接觸,基于Weierstrass-Mandelbrot函數(shù)建立結(jié)合面三維實體模型,并進(jìn)行有限元靜力學(xué)分析,獲得外加載荷與結(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)合面法向與切向剛度與外加載荷呈現(xiàn)K=m Pn的指數(shù)關(guān)系。通過對已有研究成果對比,驗證了所建剛度模型的正確性,并獲得重要結(jié)論:結(jié)合面法向剛度和切向剛度有著相同的變化趨勢,即隨著法向載荷的增大,法向與切向剛度隨之增大;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。
[Abstract]:The stiffness of the bonding plane in the mechanical parts affects the dynamic characteristics of the whole structure, and the accuracy of the stiffness model is one of the key factors affecting the dynamic model of the whole structure. The interface is assumed to be the contact between the rigid smooth plane and the rough plane. Based on the Weierstrass-Mandelbrot function, the 3D solid model of the bonding surface is established, and the finite element statics analysis is carried out, and the functional expression between the external load and the deformation of the interface is obtained. The exponential relationship between the normal and tangential stiffness of the joint plane and the applied load is established by using the differential relation. The correctness of the stiffness model is verified by comparing the existing research results. The main conclusions are as follows: the normal stiffness and tangential stiffness of the joint plane have the same changing trend, that is, the normal and tangential stiffness increase with the increase of normal load, and the coefficient m increases with the increase of fractal dimension D. And the coefficient n decreases with it.
【作者單位】: 西安建筑科技大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院;
【基金】:國家自然科學(xué)基金資助項目(51305327,51475352) 高等學(xué)校博士學(xué)科點專項科研基金資助項目(20136120120020) 陜西省自然科學(xué)基金項目資助(2014JQ7270)
【分類號】:TH11
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本文編號:1553947
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