螺栓接觸剛度的計(jì)算分析與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、在機(jī)械結(jié)構(gòu)中，螺栓聯(lián)接廣泛存在，零部件相互連接而形成的接觸表面稱為結(jié)合面。研究表明，在進(jìn)行機(jī)械動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)，關(guān)鍵在于能否得到結(jié)合面動(dòng)態(tài)特性的作用機(jī)理和以及能否獲得合理的結(jié)合面動(dòng)力學(xué)參數(shù)。所以研究結(jié)合面的動(dòng)態(tài)特性具有十分重要的意義。結(jié)合面的研究工作可分為微觀研究和宏觀研究兩方面，微觀研究主要是通過結(jié)合面變形的物理機(jī)理和結(jié)合面的實(shí)驗(yàn)和分析來得到結(jié)合面的特性，宏觀研究一般是用彈簧模型來對結(jié)合面進(jìn)行簡化，建立起振動(dòng)系統(tǒng)的總體等效模型。
　　

2、微觀方面，以粗糙表面成對微凸體的接觸來說明接觸剛度產(chǎn)生的機(jī)理，并利用赫茲接觸模型的結(jié)論，對影響結(jié)合面接觸剛度的因素進(jìn)行了分析。參考基于接觸分形理論的法向接觸剛度模型的結(jié)論，數(shù)值模擬了法向接觸剛度隨法向載荷的變化規(guī)律及粗糙表面特征參數(shù)的變化規(guī)律;
　　宏觀方面，將螺栓聯(lián)接結(jié)合面簡化為具有一定剛度的彈簧，彈簧剛度值即為結(jié)合面接觸剛度。利用ANSYS建立螺栓聯(lián)接結(jié)構(gòu)的有限元接觸模型，獲得在不同預(yù)緊力作用下的結(jié)合面的應(yīng)力分布，參考相關(guān)文獻(xiàn)

3、中試驗(yàn)獲得的單位面積內(nèi)法向接觸剛度和法向壓力的關(guān)系，來提取在不同預(yù)緊力作用下結(jié)合面的法向接觸剛度值，進(jìn)而求得螺栓的等效剛度值;
　　利用有限元模型修正的方法來識別在不同預(yù)緊狀態(tài)下螺栓的剛度參數(shù)。對螺栓聯(lián)接結(jié)構(gòu)進(jìn)行了試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析，得到了在不同預(yù)緊力下螺栓聯(lián)接結(jié)構(gòu)的模態(tài)參數(shù)。在建立待修正的有限元模型時(shí)，以簡化的螺栓等效剛度參數(shù)為設(shè)計(jì)變量。以建立的有限元模型和試驗(yàn)?zāi)Ｐ偷哪B(tài)參數(shù)的誤差為目標(biāo)函數(shù)，最小化誤差函數(shù)，從而達(dá)到有限元模型和試驗(yàn)?zāi)?/p>