結(jié)合面接觸阻尼和接觸剛度的實驗檢測研究.pdf

1、結(jié)合面在機械零部件連接、安裝和固定中廣泛存在。研究表明，結(jié)合面對整機性能有顯著的影響:結(jié)合面的剛度占整機總剛度的60％～80％、結(jié)合面阻尼占整機總阻尼的90％以上。由此可以看出，機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，而目前對于結(jié)合面接觸特性的檢測方法的研究還是非常有限的。
　　針對上述問題，本文在二自由度振動系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，開展結(jié)合面接觸特性參數(shù)的實驗檢測研究。建立振動系統(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)計檢測實驗平臺，通過實驗檢測不同結(jié)合條件對結(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、搭建二自由度振動系統(tǒng)實驗平臺，將結(jié)合面接觸副的兩個部分設(shè)計成獨立的單自由度振動單元。耦合后，構(gòu)成一個初始參數(shù)已知的二自由度振動系統(tǒng)。利用不同表面耦合造成不同的振動響應(yīng)，測量結(jié)合面接觸副的特性參數(shù)。根據(jù)二自由度系統(tǒng)振動響應(yīng)的特點，選擇了合適的信號采集設(shè)備，建立參數(shù)識別精

3、度高的信號采集系統(tǒng)。分析了不同影響因素對結(jié)合面接觸特性的影響機理，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)計了檢測實驗方案。接觸阻尼和接觸剛度的求解是通過1stOpt對采集的時域響應(yīng)信號進行基于目標函數(shù)的數(shù)據(jù)擬合，得出二自由度系統(tǒng)的振動參數(shù)，再利用振動參數(shù)計算接觸阻尼和接觸剛度。
　　對大量實驗數(shù)據(jù)分析后，發(fā)現(xiàn)振動階段、振幅大小和激勵大小對實驗檢測結(jié)果有不同的影響。為此，設(shè)計與振動階段、振幅和激勵大小相關(guān)的實驗，探討其對接

4、觸剛度和阻尼檢測結(jié)果的影響規(guī)律。分析表明，激勵初始振幅為imm左右及選取振幅衰減至0.2mm附近時的數(shù)據(jù)計算接觸特性參數(shù)的不會出現(xiàn)偏差，結(jié)果是可靠的。
　　檢測不同接觸條件下結(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。實驗結(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