本文關(guān)鍵詞：基于頻率跟蹤法的螺栓聯(lián)接狀態(tài)監(jiān)測研究

  更多相關(guān)文章： 螺栓狀態(tài)監(jiān)測 頻率跟蹤 法向接觸剛度 有限元仿真

【摘要】：在機械、交通、電力、航空、土木等各行業(yè)中,設(shè)備中的零件和組件之間廣泛采用螺栓聯(lián)接,螺栓聯(lián)接是否可靠直接關(guān)系到整個設(shè)備工作的可靠性和安全性。而螺栓聯(lián)接狀態(tài)與螺栓聯(lián)接界面的接觸特性有關(guān),因此對螺栓聯(lián)接界面的接觸特性以及螺栓聯(lián)接狀態(tài)的監(jiān)測方法的研究,對于避免螺栓失效具有十分重大的意義。本文采用基于頻率跟蹤法的螺栓聯(lián)接狀態(tài)監(jiān)測方法對螺栓聯(lián)接狀態(tài)和聯(lián)接界面接觸特性進行了研究。本文主要研究內(nèi)容:(1)根據(jù)Hertz接觸理論,構(gòu)建螺栓聯(lián)接界面的微觀模型,推導(dǎo)出螺栓聯(lián)接界面的法向接觸剛度與預(yù)緊力成單調(diào)函數(shù)關(guān)系,法向接觸剛度與螺栓聯(lián)接結(jié)構(gòu)的模態(tài)頻率都成二次項函數(shù)關(guān)系,從而得出模態(tài)頻率與預(yù)緊力成二次項函數(shù)關(guān)系。(2)采用輪廓儀測量試件的表面形貌數(shù)據(jù),將真實形貌曲線導(dǎo)入到有限元軟件中,建立有限元接觸模型,進行有限元分析。結(jié)果表明:螺栓聯(lián)接法向接觸剛度與預(yù)緊力成單調(diào)遞增關(guān)系;界面粗糙度對法向接觸剛度有影響,粗糙度越小,相同預(yù)緊力作用下的法向接觸剛度越大。建立螺栓聯(lián)接結(jié)構(gòu)軸對稱模型,進行頻率跟蹤法的有限元仿真。結(jié)果表明:螺栓聯(lián)接結(jié)構(gòu)的模態(tài)頻率與預(yù)緊力成二次項函數(shù)關(guān)系。(3)設(shè)計基于頻率跟蹤法的螺栓聯(lián)接狀態(tài)監(jiān)測實驗方案,建立實驗系統(tǒng),進行實驗研究,實驗結(jié)果表明:接觸界面粗糙度越小,相同預(yù)緊力作用下的法向接觸剛度越大;預(yù)緊力與螺栓聯(lián)接結(jié)構(gòu)的模態(tài)頻率成二次項函數(shù)關(guān)系,驗證了理論分析和有限元仿真的正確性,提出了基于頻率跟蹤法的螺栓聯(lián)接狀態(tài)監(jiān)測方法。
【關(guān)鍵詞】：螺栓狀態(tài)監(jiān)測 頻率跟蹤 法向接觸剛度 有限元仿真
【學(xué)位授予單位】：武漢科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TH131.3
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章緒論9-20
• 1.1 課題來源與背景9-10
• 1.1.1 課題來源9
• 1.1.2 課題背景9-10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-18
• 1.2.1 螺栓聯(lián)接監(jiān)測現(xiàn)狀10-13
• 1.2.2 螺栓聯(lián)接界面基礎(chǔ)建模研究現(xiàn)狀13-17
• 1.2.3 螺栓聯(lián)接界面接觸特性研究17-18
• 1.3 本文的研究內(nèi)容18-20
• 第2章螺栓聯(lián)接界面的接觸特性20-30
• 2.1 相接觸的粗糙表面20-21
• 2.2 螺栓聯(lián)接界面法向接觸剛度模型21-23
• 2.3 螺栓聯(lián)接結(jié)構(gòu)的模態(tài)頻率23-28
• 2.3.1 法向接觸剛度與預(yù)緊力的關(guān)系23-26
• 2.3.2 法向接觸剛度與模態(tài)頻率的關(guān)系26-28
• 2.3.3 模態(tài)頻率與預(yù)緊力的關(guān)系28
• 2.4 本章小結(jié)28-30
• 第3章螺栓聯(lián)接界面接觸特性有限元分析30-41
• 3.1 有限元模型建立30-32
• 3.1.1 粗糙表面輪廓曲線30-31
• 3.1.2 模型的建立31-32
• 3.2 接觸特性分析32-35
• 3.3 頻率跟蹤的有限元仿真35-39
• 3.3.1 模型的建立35-36
• 3.3.2 頻率跟蹤36-39
• 3.4 本章小結(jié)39-41
• 第4章實驗方案與裝置41-49
• 4.1 實驗方案41-42
• 4.2 螺栓聯(lián)接試樣42-43
• 4.3 實驗硬件系統(tǒng)43-46
• 4.3.1 NI數(shù)據(jù)采集卡43-44
• 4.3.2 電子萬能試驗機44
• 4.3.3 信號發(fā)生器44-45
• 4.3.4 功率放大器45
• 4.3.5 前置放大器45-46
• 4.4 實驗軟件系統(tǒng)46-48
• 4.4.1 LABVIEW軟件46
• 4.4.2 實驗測試程序46-47
• 4.4.3 實驗分析程序47-48
• 4.5 本章小結(jié)48-49
• 第5章實驗結(jié)果及分析49-55
• 5.1 螺栓聯(lián)接系統(tǒng)剛度變化分析49-51
• 5.1.1 實驗結(jié)果49-50
• 5.1.2 結(jié)果分析50-51
• 5.2 響應(yīng)信號模態(tài)頻率跟蹤分析51-54
• 5.2.1 實驗結(jié)果51-53
• 5.2.2 結(jié)果分析53-54
• 5.3 本章小結(jié)54-55
• 第6章總結(jié)與展望55-57
• 6.1 全文總結(jié)55-56
• 6.2 研究展望56-57
• 參考文獻57-61
• 致謝61-62
• 附錄1 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文62-63
• 附錄2 攻讀碩士學(xué)位期間參加的科研項目63

【參考文獻】

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本文編號：619195