結(jié)合面接觸阻尼和接觸剛度的實(shí)驗(yàn)檢測(cè)研究.pdf

1、結(jié)合面在機(jī)械零部件連接、安裝和固定中廣泛存在。研究表明，結(jié)合面對(duì)整機(jī)性能有顯著的影響:結(jié)合面的剛度占整機(jī)總剛度的60％～80％、結(jié)合面阻尼占整機(jī)總阻尼的90％以上。由此可以看出，機(jī)器的整體可靠性和穩(wěn)定性與結(jié)合面的接觸特性有著非常大的關(guān)系，而目前對(duì)于結(jié)合面接觸特性的檢測(cè)方法的研究還是非常有限的。
　　針對(duì)上述問(wèn)題，本文在二自由度振動(dòng)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，開(kāi)展結(jié)合面接觸特性參數(shù)的實(shí)驗(yàn)檢測(cè)研究。建立振動(dòng)系統(tǒng)的物理模型和數(shù)學(xué)模型，推導(dǎo)出結(jié)合面接觸

2、阻尼和接觸剛度的檢測(cè)模型，根據(jù)穩(wěn)定性、剛性和參數(shù)可調(diào)節(jié)等要求設(shè)計(jì)檢測(cè)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)檢測(cè)不同結(jié)合條件對(duì)結(jié)合面接觸特性的一般影響規(guī)律。
　　根據(jù)剛性和穩(wěn)定性要求設(shè)計(jì)、搭建二自由度振動(dòng)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，將結(jié)合面接觸副的兩個(gè)部分設(shè)計(jì)成獨(dú)立的單自由度振動(dòng)單元。耦合后，構(gòu)成一個(gè)初始參數(shù)已知的二自由度振動(dòng)系統(tǒng)。利用不同表面耦合造成不同的振動(dòng)響應(yīng)，測(cè)量結(jié)合面接觸副的特性參數(shù)。根據(jù)二自由度系統(tǒng)振動(dòng)響應(yīng)的特點(diǎn)，選擇了合適的信號(hào)采集設(shè)備，建立參數(shù)識(shí)別精

3、度高的信號(hào)采集系統(tǒng)。分析了不同影響因素對(duì)結(jié)合面接觸特性的影響機(jī)理，根據(jù)接觸載荷、結(jié)合面材料造成接觸性能變化的原因設(shè)計(jì)了檢測(cè)實(shí)驗(yàn)方案。接觸阻尼和接觸剛度的求解是通過(guò)1stOpt對(duì)采集的時(shí)域響應(yīng)信號(hào)進(jìn)行基于目標(biāo)函數(shù)的數(shù)據(jù)擬合，得出二自由度系統(tǒng)的振動(dòng)參數(shù)，再利用振動(dòng)參數(shù)計(jì)算接觸阻尼和接觸剛度。
　　對(duì)大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析后，發(fā)現(xiàn)振動(dòng)階段、振幅大小和激勵(lì)大小對(duì)實(shí)驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果有不同的影響。為此，設(shè)計(jì)與振動(dòng)階段、振幅和激勵(lì)大小相關(guān)的實(shí)驗(yàn)，探討其對(duì)接

4、觸剛度和阻尼檢測(cè)結(jié)果的影響規(guī)律。分析表明，激勵(lì)初始振幅為imm左右及選取振幅衰減至0.2mm附近時(shí)的數(shù)據(jù)計(jì)算接觸特性參數(shù)的不會(huì)出現(xiàn)偏差，結(jié)果是可靠的。
　　檢測(cè)不同接觸條件下結(jié)合面的接觸特性參數(shù)的變化規(guī)律，包括同一結(jié)合面在不同載荷下的接觸特性和不同材料結(jié)合面在同一載荷下的接觸特性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，接觸剛度和阻尼隨接觸載荷的增加而非線性增加的;不同的材料在同一載荷條件下接觸特性是不一樣的，鋼與鋼接觸副的接觸剛度和接觸阻尼均大于鋼與銅接