螺栓連接質量是影響機械結構裝配質量的關鍵,研究快捷、有效的檢測技術具有重要意義。根據能量守恒定律,推導出螺栓連接接觸面非線性阻尼識別公式。基于系統動力學特性與經驗模態(tài)分解(EMD)相結合的方法,確定出用于阻尼識別的系統敏感固有頻率。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固有頻率影響較小,而對系統阻尼的影響顯著,尤其是對黏性阻尼比的影響較明顯;當螺栓發(fā)生松動時系統的黏性阻尼比會發(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量的有效性。

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【部分圖文】：

圖1L型梁結構示意圖

本文的研究模型為如圖1所示的L形梁連接結構。根據Breards的研究,螺栓連接所產生的能量耗散占系統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,即假設兩L形梁的螺栓連接結合面阻尼模型如圖2所示。其中,k為剛度系數、c1為黏性阻尼系數、cn為非線性阻尼....

圖2組合阻尼模型

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

圖3參數識別流程圖

L型梁實驗系統如圖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以及LMSTest.Lab軟件和根據前文所得包絡方程所編寫的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