螺栓固定结合面动力学建模与影响因素研究
本文选题:螺栓固定结合面 + 动力学建模 ; 参考:《华中科技大学》2012年硕士论文
【摘要】:螺栓固定结合面对机械整机动态特性有很大的影响,并且在机械结构中螺栓固定结合面占有很大的比重,因此对于螺栓固定结合面建模和动态特性的研究极为重要。本文以装配体中的螺栓固定结合面为研究对象,从仿真和实验两方面对螺栓固定结合面的动力学建模以及动态影响因素进行研究。 首先,结合国内外研究状况,对不同的螺栓固定结合面的建模方法进行了阐述,分析了四种不同建模方法的优缺点。基于虚拟材料的固定结合面动力学参数化建模方法,对螺栓连接的板件进行结合面建模和有限元模态分析,仿真振型与实验振型基本一致,仿真与实验固有频率的相对误差小于6%,说明采用虚拟材料方法建立螺栓固定结合面的动力学模型是准确有效的。 其次,在对结合面不同螺栓预紧力下仿真和实验的频率研究的基础上,基于赫兹接触理论分析接触面压对装配体振动频率的影响,理论和实验均得出:不同预紧力下的同一螺栓连接件的模态有差异;预紧力增大,各阶频率相应提高;预紧力增大到一定程度,模态频率增速变缓。此外从实验角度分析了螺栓分布和螺栓数量对结合面振动特性的影响,指出目前的虚拟材料方法没有考虑螺栓分布的问题。 结合面的研究的目的就是能在动力学仿真建模中能得到应用,运用三维建模软件UG、Solidworks和有限元软件Patran,,考虑螺栓固定结合面对结构动态特性的影响,成功将结合面的研究应用到直线电机的模态分析上。
[Abstract]:The bolt fixed joint has a great influence on the dynamic characteristics of the mechanical machine, and it occupies a large proportion in the mechanical structure, so it is very important to model the bolt fixed joint surface and to study the dynamic characteristics of the bolt fixed joint surface. In this paper, the dynamic modeling and dynamic influencing factors of bolt fixed joint surface in assembly are studied from the aspects of simulation and experiment. Firstly, according to the research situation at home and abroad, the modeling methods of different bolt fixed bonding surfaces are described, and the advantages and disadvantages of four different modeling methods are analyzed. Based on the dynamic parameterized modeling method of fixed joint surface of virtual material, the joint surface modeling and finite element modal analysis of bolted plate are carried out. The simulation mode is basically the same as the experimental mode. The relative error of natural frequency between simulation and experiment is less than 6, which shows that it is accurate and effective to establish the dynamic model of bolt fixed joint by virtual material method. Secondly, the influence of contact pressure on vibration frequency of assembly is analyzed based on Hertz contact theory. The theoretical and experimental results show that the mode of the same bolted connection is different under different pretightening forces; the preload increases and the frequency of each order increases accordingly; the preload increases to a certain extent and the growth rate of modal frequency slows down. In addition, the effects of bolt distribution and number of bolts on the vibration characteristics of joints are analyzed from the experimental point of view, and it is pointed out that the present virtual material methods do not consider the distribution of bolts. The purpose of the research is to be able to be applied in the dynamic simulation modeling. Using the 3D modeling software UGG Solidworks and the finite element software Patran. the effect of bolt fixation on the dynamic characteristics of the structure is considered. The research of the bonding surface is successfully applied to the modal analysis of linear motor.
【学位授予单位】:华中科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TH131;TH113
【参考文献】
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本文编号:1991427
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