螺栓連接質(zhì)量是影響機械結(jié)構(gòu)裝配質(zhì)量的關(guān)鍵,研究快捷、有效的檢測技術(shù)具有重要意義。根據(jù)能量守恒定律,推導(dǎo)出螺栓連接接觸面非線性阻尼識別公式。基于系統(tǒng)動力學(xué)特性與經(jīng)驗?zāi)B(tài)分解(EMD)相結(jié)合的方法,確定出用于阻尼識別的系統(tǒng)敏感固有頻率。以L型梁為研究對象進行實驗,并利用希爾伯特變換方法和建立的非線性阻尼識別公式,得到系統(tǒng)的黏性阻尼比以及非線性阻尼比。研究表明,螺栓扭矩的變化對系統(tǒng)固有頻率影響較小,而對系統(tǒng)阻尼的影響顯著,尤其是對黏性阻尼比的影響較明顯;當(dāng)螺栓發(fā)生松動時系統(tǒng)的黏性阻尼比會發(fā)生明顯的非線性變化,即由0.122 5躍升至0.258 7,相對增加了111.18%,從而驗證了基于非線性阻尼變化檢測螺栓連接質(zhì)量的有效性。

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【部分圖文】：

圖1L型梁結(jié)構(gòu)示意圖

本文的研究模型為如圖1所示的L形梁連接結(jié)構(gòu)。根據(jù)Breards的研究,螺栓連接所產(chǎn)生的能量耗散占系統(tǒng)總能量耗散的絕大部分。所以,本文在建立理論模型時僅考慮螺栓連接的能量耗散,即假設(shè)兩L形梁的螺栓連接結(jié)合面阻尼模型如圖2所示。其中,k為剛度系數(shù)、c1為黏性阻尼系數(shù)、cn為非線性阻尼....

圖2組合阻尼模型

F(x?)=-c1?x??????????(1)Franchetti等[7]根據(jù)在螺栓連接預(yù)緊力減小時,系統(tǒng)連接的阻尼特性多表現(xiàn)為非線性,提出可在黏性阻尼基礎(chǔ)上假設(shè)阻尼力存在與速度的二次方成比例的非線性項,方程為

圖3參數(shù)識別流程圖

L型梁實驗系統(tǒng)如圖4所示。主要包括:ICP加速度傳感器、力錘、LMS信號采集及分析系統(tǒng)以及LMSTest.Lab軟件和根據(jù)前文所得包絡(luò)方程所編寫的MATLAB程序。圖4L型梁實驗裝置示意圖

圖4L型梁實驗裝置示意圖

圖3參數(shù)識別流程圖實驗所用的L型梁材料為45#鋼,接觸表面粗糙度為3.2,其幾何外形如圖1所示,板長200mm、寬14mm、厚4mm、法蘭高18mm。其中L型梁1為自由端,L型梁2為固定端。

本文編號：4002413