結合面接觸阻尼和接觸剛度的實驗檢測研究.pdf

1、結合面在機械零部件連接、安裝和固定中廣泛存在。研究表明，結合面對整機性能有顯著的影響:結合面的剛度占整機總剛度的60％～80％、結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)定性與結合面的接觸特性有著非常大的關系，而目前對于結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)的基礎上，開展結合面接觸特性參數(shù)的實驗檢測研究。建立振動系統(tǒng)的物理模型和數(shù)學模型，推導出結合面接觸

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)可調節(jié)等要求設計檢測實驗平臺，通過實驗檢測不同結合條件對結合面接觸特性的一般影響規(guī)律。
　　根據(jù)剛性和穩(wěn)定性要求設計、搭建二自由度振動系統(tǒng)實驗平臺，將結合面接觸副的兩個部分設計成獨立的單自由度振動單元。耦合后，構成一個初始參數(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，測量結合面接觸副的特性參數(shù)。根據(jù)二自由度系統(tǒng)振動響應的特點，選擇了合適的信號采集設備，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合面接觸特性的影響機理，根據(jù)接觸載荷、結合面材料造成接觸性能變化的原因設計了檢測實驗方案。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果有不同的影響。為此，設計與振動階段、振幅和激勵大小相關的實驗，探討其對接

4、觸剛度和阻尼檢測結果的影響規(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，結果是可靠的。
　　檢測不同接觸條件下結合面的接觸特性參數(shù)的變化規(guī)律，包括同一結合面在不同載荷下的接觸特性和不同材料結合面在同一載荷下的接觸特性。實驗結果表明，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