栓接結(jié)合部動態(tài)特性建模研究.pdf

1、隨著制造業(yè)的不斷發(fā)展，重型精密機床在生產(chǎn)中所占比重越來越大，機械加工對機床的加工效率和加工精度的要求也越來越高，機床的動態(tài)性能影響著制造業(yè)的發(fā)展和進(jìn)步。栓接結(jié)合部是機床最為典型的一種結(jié)合連接形式，其各項參數(shù)和精度直接影響著機床的精度和性能。因此開展栓接結(jié)合部動態(tài)特性研究不僅可以為機床整體動態(tài)特性的研究提供理論和方法支持，更可以為提高國產(chǎn)機床精度和加工效率的研究指明方向，對提高國產(chǎn)機床品質(zhì)，發(fā)展制造業(yè)具有重要的理論意義。
　　本文從

2、微觀角度出發(fā)，分析了結(jié)合面微觀形貌，研究了結(jié)合面微觀接觸時的接觸變形機理，結(jié)合現(xiàn)有經(jīng)典接觸模型，構(gòu)建了新的考慮表層材料和下層材料不同的粗糙結(jié)合面單微凸體法向接觸剛度模型以及總法向剛度模型，并通過有限元分析模擬結(jié)果驗證新模型的準(zhǔn)確性。本文具體的研究內(nèi)容如下：
　　首先，分析了栓接結(jié)合面動態(tài)特性對于機床整體動態(tài)特性的重要意義，闡述了研究栓接結(jié)合面動態(tài)特性的必要性，對結(jié)合面微觀形貌表征和結(jié)合面接觸機理進(jìn)行了簡單介紹，結(jié)合經(jīng)典的粗糙表面接

3、觸模型，提出了建立新模型的研究方法：從單個微凸體的接觸入手研究，然后通過粗糙峰表面分布概率密度函數(shù)求出結(jié)合面整體剛度。
　　接著，基于赫茲接觸理論，分析了表層材料不同的粗糙結(jié)合面接觸過程中微凸體和基體的變形情況，提出了在彈性變形范圍內(nèi)利用總的形變量求導(dǎo)微凸體形變量和基體形變量的方法，采用耦合的方法建立了考慮基體變形對整體變形影響的法向接觸剛度新模型。
　　然后，根據(jù)真實接觸表面參數(shù)，利用有限元軟件ABAQUS建立大量的有限元

4、模擬模型，比較有限元仿真模擬結(jié)果與新模型、Hertz模型在參數(shù)相同情況下總體形變量與最大接觸力的關(guān)系，驗證了新模型的有效性以及新模型的有效性范圍。通過驗證得出：新模型在微凸體材料和基體材料彈性模量比值κ=0.6-0.9時，新模型比Hertz模型較能有效反映真實接觸情況；當(dāng)κ﹥1.25時，新模型和有限元仿真結(jié)果很接近，新模型比Hertz模型更有效，更準(zhǔn)確。
　　最后，結(jié)合GW模型的統(tǒng)計學(xué)方法，假設(shè)粗糙表面微凸體峰高分布符合指數(shù)分布，