机械结合面接触刚度及阻尼的理论模型研究

发布时间：2021-10-10 02:55

　　机械结合面的刚度约占整机刚度的60%以上,阻尼达到整机的90%以上（具体影响程度随整机的结合面数量、性质及接触状态不同而不同）。然而,目前机械系统整机分析设计缺少完整的结合面接触刚度及阻尼参数,极大制约了设计分析水平的提高。早期多采用实验方法获得结合面参数,但由于实验工作量大、实验条件限制、数据不完整等,不能满足工程分析设计需求。近10多年来,人们尝试从理论上直接计算出结合面参数,然而,现有的研究忽略了两粗糙表面接触时微凸体侧向接触、微凸体相互作用以及结合面各向异性的影响,并且极少对结合面动态接触刚度及阻尼进行研究,因而获得更接近实际工况的动态结合面接触刚度及阻尼参数,依然是尚未根本解决的、公开的世界性科学难题。本文针对现有研究中存在的问题,从机械加工表面微观形貌和微观接触机理入手,对在法向和切向静动态力作用下的机械结合面接触刚度及阻尼理论模型进行了系统深入的创新性研究。（1）提出并建立了考虑微凸体侧接触的结合面法向和切向接触刚度及阻尼模型,并定量揭示了不同法向面压、振动频率以及幅值对法向和切向接触刚度及阻尼的影响规律。研究表明:增大法向面压可提高结合面法向\切向接触刚度及阻尼;改变结... 

【文章来源】：西安理工大学陕西省

【文章页数】：145 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 引言
    1.2 课题背景及研究意义
    1.3 国内外研究现状及发展动态分析
        1.3.1 结合面法向接触特性的研究现状
        1.3.2 结合面切向接触的研究现状
        1.3.3 各向异性粗糙表面的接触研究现状
        1.3.4 结合面动态特性研究现状
    1.4 存在的主要问题
    1.5 本文的主要研究内容
    1.6 本文内容的组织结构
2 考虑微凸体侧接触的机械结合面接触刚度及阻尼研究
    2.1 引言
    2.2 结合面法向接触特性研究
        2.2.1 微凸体侧接触受力分析
        2.2.2 结合面法向接触刚度及阻尼计算
        2.2.3 结合面法向接触特性的仿真分析
    2.3 结合面切向接触特性研究
        2.3.1 光滑刚性平面与微凸体的接触受力分析
        2.3.2 微凸体的侧接触受力分析
        2.3.3 结合面切向接触刚度及阻尼计算
        2.3.4 结合面切向接触特性的仿真分析
    2.4 结合面法向和切向接触特性的对比研究
        2.4.1 结合面接触阻尼分析
        2.4.2 结合面接触刚度分析
    2.5 本章小结
3 同时考虑微凸体侧接触及相互作用的机械结合面接触刚度及阻尼研究
    3.1 引言
    3.2 同时考虑微凸体侧接触及相互作用的结合面法向接触刚度及阻尼研究
        3.2.1 相邻微凸体相互作用的机理分析
        3.2.2 微凸体侧接触及相互作用的分析
        3.2.3 微凸体的法向\切向分量分析
        3.2.4 结合面的法向接触特性分析
        3.2.5 结合面法向接触特性的仿真分析
    3.3 同时考虑微凸体侧接触及相互作用的结合面切向接触刚度及阻尼研究
        3.3.1 法向力和切向力共同作用时的相邻微凸体相互作用分析
        3.3.2 法向力和切向力共同作用下微凸体的侧接触与相互作用分析
        3.3.3 结合面的切向接触特性计算
        3.3.4 结合面切向接触特性仿真分析
    3.4 本章小结
4 各向异性结合面接触刚度及阻尼研究
    4.1 引言
    4.2 结合面的法向接触特性研究
        4.2.1 微凸体的侧接触分析
        4.2.2 相邻微凸体相互作用分析
        4.2.3 结合面各向异性分析
        4.2.4 粗糙表面接触分析
        4.2.5 结合面法向接触仿真分析
    4.3 结合面的切向接触特性研究
        4.3.1 微凸体的接触分析
        4.3.2 结合面各向异性分析
        4.3.3 结合面接触分析
        4.3.4 结合面切向接触仿真分析
    4.4 本章小结
5 机械结合面接触刚度及接触阻尼的试验研究
    5.1 引言
    5.2 结合面的法向接触特性试验研究
        5.2.1 结合面法向接触刚度及阻尼试验原理
        5.2.2 结合面法向接触特性试验装置
        5.2.3 结合面法向静动态接触试验装置工作原理
        5.2.4 接触表面形貌的测试分析
    5.3 结合面的切向接触特性试验研究
        5.3.1 结合面切向静\动态特性试验装置
        5.3.2 结合面切向静\动态接触特性试验设备工作原理
        5.3.3 结合面切向试验结果与理论模型的对比
    5.4 本章小结
6 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 创新点
    6.3 展望
致谢
参考文献
附录
攻读博士期间取得的研究成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]一种考虑侧接触的微凸体弹塑性接触力学模型[J]. 朱林波,庄艳,洪军,杨国庆.  西安交通大学学报. 2013(11)
[2]一种结合面法向接触刚度计算模型的构建[J]. 庄艳,李宝童,洪军,杨国庆,朱林波,刘会静.  上海交通大学学报. 2013(02)
[3]润滑点接触粗糙表面滑动摩擦因数的实验研究[J]. 王顺,胡元中,王文中,王慧.  润滑与密封. 2006(07)
[4]一种机床动态特性的模糊评价方法[J]. 张广鹏,黄玉美,赵宏林,史文浩.  制造技术与机床. 2001(01)



本文编号：3427508