基于分形理论的结合面刚度建模研究
本文关键词: 结合面 分形理论 法向刚度 切向刚度 出处:《机械设计与制造》2016年12期 论文类型:期刊论文
【摘要】:机械零部件中的结合面刚度影响整体结构的动态特性,刚度模型是否准确是影响整体结构动力学模型的关键因素之一。将结合面假设为刚性光滑平面与粗糙平面之间的接触,基于Weierstrass-Mandelbrot函数建立结合面三维实体模型,并进行有限元静力学分析,获得外加载荷与结合面变形之间的函数表达式,利用微分关系建立结合面法向与切向刚度与外加载荷呈现K=m Pn的指数关系。通过对已有研究成果对比,验证了所建刚度模型的正确性,并获得重要结论:结合面法向刚度和切向刚度有着相同的变化趋势,即随着法向载荷的增大,法向与切向刚度随之增大;系数m随着分形维数D的增加而递增,而系数n却随之减小。
[Abstract]:The stiffness of the bonding plane in the mechanical parts affects the dynamic characteristics of the whole structure, and the accuracy of the stiffness model is one of the key factors affecting the dynamic model of the whole structure. The interface is assumed to be the contact between the rigid smooth plane and the rough plane. Based on the Weierstrass-Mandelbrot function, the 3D solid model of the bonding surface is established, and the finite element statics analysis is carried out, and the functional expression between the external load and the deformation of the interface is obtained. The exponential relationship between the normal and tangential stiffness of the joint plane and the applied load is established by using the differential relation. The correctness of the stiffness model is verified by comparing the existing research results. The main conclusions are as follows: the normal stiffness and tangential stiffness of the joint plane have the same changing trend, that is, the normal and tangential stiffness increase with the increase of normal load, and the coefficient m increases with the increase of fractal dimension D. And the coefficient n decreases with it.
【作者单位】: 西安建筑科技大学机电工程学院;
【基金】:国家自然科学基金资助项目(51305327,51475352) 高等学校博士学科点专项科研基金资助项目(20136120120020) 陕西省自然科学基金项目资助(2014JQ7270)
【分类号】:TH11
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本文编号:1553947
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