基于二自由度系統(tǒng)的表面接觸剛度和接觸阻尼的檢測(cè)研究.pdf

1、工程中零件的相互連接或接觸，如導(dǎo)軌、螺栓、央具、軸承滾動(dòng)體與滾道、機(jī)械手關(guān)節(jié)、齒輪嚙合面等，其表面連接或接觸性能與表面實(shí)際接觸狀況有關(guān)，直接影響到零件使用功能和可靠性。機(jī)械結(jié)構(gòu)中對(duì)表面接觸副的接觸特點(diǎn)和性質(zhì)的描述中，經(jīng)常涉及到表面接觸剛度和接觸阻尼參數(shù)，為了更好的了解接觸剛度和接觸阻尼對(duì)表面接觸性能的影響，人們展開了大量的研究。然而，接觸剛度和接觸阻尼在振動(dòng)的作用下，往往由于結(jié)合面的微觀變形與其所受的法向力呈非線性關(guān)系，導(dǎo)致表面接觸剛度

2、和接觸阻尼與所施加的載荷一般也呈非線性關(guān)系，再加上接觸表面本身的特性（如潤(rùn)滑性、表面粗糙度、摩擦磨損狀態(tài)等等）也能很大程度上改變接觸剛度和接觸阻尼的性質(zhì)，這些不確定因素導(dǎo)致無法較好的完成模型的參數(shù)辨識(shí)。因此，無論從理論上還是從實(shí)際應(yīng)用上，尋找一個(gè)結(jié)構(gòu)在振動(dòng)條件下辨識(shí)接觸剛度和接觸阻尼的方法具有十分重要的工程意義。
　　本文拋開特定的結(jié)合面形式，提出了一種基于二自由度系統(tǒng)的接觸剛度和接觸阻尼的檢測(cè)方法，將接觸副的兩接觸體分別設(shè)計(jì)成相

3、應(yīng)兩單自由度單元，由兩單自由度單元接觸耦合成二自由度系統(tǒng)，所要檢測(cè)的接觸剛度和阻尼為二者之間的耦合系數(shù)。首先搭建了二自由度系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，運(yùn)用結(jié)構(gòu)響應(yīng)耦合的方法，通過建立基于二自由度系統(tǒng)的結(jié)合面的動(dòng)力學(xué)模型和數(shù)學(xué)模型，測(cè)量耦合的二自由度系統(tǒng)的時(shí)域響應(yīng)信號(hào)，獲取二自由度系統(tǒng)的響應(yīng)參數(shù)，從而識(shí)別單位面積上的機(jī)械結(jié)合面的法向接觸剛度和接觸阻尼。在求取二自由度系統(tǒng)響應(yīng)參數(shù)的時(shí)候，對(duì)信號(hào)進(jìn)行了降噪，消除噪音的干擾，并且通過低通濾波過濾掉高頻信號(hào)的

4、影響并利用1 stOpt軟件進(jìn)行了曲線擬合，從而求取響應(yīng)參數(shù)。最后，通過和已知?jiǎng)偠鹊膹椈蛇M(jìn)行耦合，從而驗(yàn)證了接觸剛度模型的準(zhǔn)確性。分析了接觸剛度和接觸阻尼與特征頻率和衰減系數(shù)之間的關(guān)系，找出了識(shí)別接觸剛度和接阻尼的比較敏感的參數(shù)，并求出了接觸材料為T8時(shí)候的各載荷條件下的接觸剛度和接觸阻尼的值。探討分析了在不同的載荷條件下，衰減圓頻率、接觸剛度、接觸阻尼隨等影響因素隨著接觸觸載荷變化的規(guī)律以及特征頻率和衰減系數(shù)對(duì)接觸剛度和接觸阻尼的影響