新的柔性结合部法向接触刚度和接触阻尼方程

发布时间：2018-03-06 16:35

本文选题：柔性结合部　切入点：法向接触刚度　出处：《西安交通大学学报》2015年01期 　论文类型：期刊论文

【摘要】：以修正分形几何学理论和赫兹法向接触力学方程为基础,推导出了柔性结合部法向接触刚度与阻尼方程。假设峰元顶端的曲率半径为变量,提出了一种全新的求导函数而非偏导函数的求解方法,建立了单峰元与平面接触的法向接触刚度方程。数值模拟表明:峰元承担的法向弹性载荷与其顶端的变形量之间符合非线性幂函数凹弧关系;降低表面粗糙度或增加法向接触载荷都将增大实际接触面积;当表面粗糙轮廓分形维数在较小范围内时,实际接触面积随着表面粗糙轮廓分形维数的增加而增大,而当表面粗糙轮廓分形维数在较大范围内时,实际接触面积随着表面粗糙轮廓分形维数的增加而变小;降低表面粗糙度或增加表面粗糙轮廓分形维数与法向接触载荷皆将增加法向接触刚度;法向接触阻尼随着表面粗糙轮廓分形维数的增加先减小后增大;当表面粗糙轮廓分形维数小于临界值时,法向接触阻尼随着分形粗糙度的增大而增大,而当表面粗糙轮廓分形维数超过转折点时,法向接触阻尼随着分形粗糙度的增大而减小;当法向接触载荷增大时,法向接触阻尼略微减小。
[Abstract]:Based on the modified fractal geometry theory and Hertz normal contact mechanics equation, the normal contact stiffness and damping equations of flexible junctions are derived, assuming that the radius of curvature at the top of the peak element is a variable. A new method for finding derivative function rather than partial derivative function is proposed. The normal contact stiffness equation of single peak element and plane contact is established. The numerical simulation shows that the normal elastic load assumed by the peak element is in accordance with the concave arc relation of nonlinear power function between the normal elastic load and the deformation at the top of the peak element. Reducing surface roughness or increasing normal contact load will increase the actual contact area, and when the fractal dimension of surface roughness profile is in a smaller range, the actual contact area will increase with the increase of fractal dimension of surface rough contour. However, when the fractal dimension of the surface rough contour is in a large range, the actual contact area becomes smaller with the increase of the fractal dimension of the surface rough contour. Decreasing the surface roughness or increasing the fractal dimension of the surface rough profile and the normal contact load increase the normal contact stiffness, and the normal contact damping decreases first and then increases with the increase of the fractal dimension of the surface rough profile. When the fractal dimension of the surface rough profile is less than the critical value, the normal contact damping increases with the increase of the fractal roughness, while when the fractal dimension of the surface rough profile exceeds the turning point, the normal contact damping decreases with the increase of the fractal roughness. When the normal contact load increases, the normal contact damping decreases slightly.
【作者单位】：三峡大学机械与动力学院;三峡大学水电机械设备设计与维护湖北省重点实验室;
【基金】：国家自然科学基金资助项目(51275273) 三峡大学水电机械设备设计与维护湖北省重点实验室开放基金资助项目(2012KJX02) 三峡大学博士科研启动基金资助项目(KJ2012B013)
【分类号】：TG501

【参考文献】

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【共引文献】

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