资源描述：
《对螺栓结合部接触刚度和接触阻尼识别法的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、.v(〕!玲卷太原重型机械学院学报12掩1第JOURNALOFTAIYUANHEAVYMACHINERYINST王T日T,E第1期对螺栓结合部接触刚度和接触阻尼识别’法的研究张学夏张宗兰王船榜(太原重型机械学院)(哈尔滨工业大学)(太原重型机械学院)以后,提要本文以立柱型螺检结合部(简称结合部)为研究时象在建立起,,出了一其动力学模型的基础上应用非线性优化与实脸动态刚试相结合提种,识别螺检结合邵接触刚度和接触阻尼的方法几后时识别结果和动态浏试结果。,以及作了比较比较结果表明该方法与之相应的柱序是行之有效的乙
2、关键词螺栓结合部接触刚度和阵尼0前言,。由于结合,在机床等机械中都存在着结合部部受各种复杂因素的影响其动态参,’已构成。数与所联接的本体不同一个独立的动力学单元由于接触表面上微观波纹的质;另外机,量可以忽略不计床在动态力作用下结构中的结合部表现出既有弹性又有阻,。尼所以在结合部存在着接触刚度和接触阻尼接触刚度和接触阻尼对机械结构的振动及,。其消除也就是说对机械结构的动态性能有着较大的影响在建立机床结构的动力学,必须考虑结合部的影响,否则模型并对其进行动力分析或动态优化设计时将不可能得。,,到符合实际的正确结
3、论为此我们以典型的立柱型螺栓结合部为对象就其接触刚度。和接触阻尼的识别方法进行了研究1螺栓结合部动力学模型的建立,而,由于结合部不是独立存在的是机械结构系统的一个重要组成部分这就决定f本文收稿日期;l日。o一。王一02第1期衬螺检结合部接触刚度和接触阻尼识别法的研究23结合。,部的动态特性必须通过对整个机械结构系统的测量才能间接获得因此考虑结合,是。部建立机械结构系统的动力学模型识别结合部接触刚度和接触阻尼所必需的,l为便于研究结合部的动态特性设计了如图所示的典型的立柱型螺栓结合部实验,。模型其中立柱与法兰
4、为一整体件曰“5‘“竿一州’一一i图1实验模型图2动力学模型一一一1立住2螺住3底座,。将由于该实验模型形状规则利用有限元法建立其动力学模型是很方便的立柱划、、,、分为三个长度相等的梁单元(1)(2)(3)结合部简化为一对等效切向弹簧粘性阻,,。,t、t尼器和一对等效弯曲弹簧粘性阻尼器其动力学模型见图2其中KC分别表示、。切句接触刚度和切向接触阻尼,K君C罗分别表示弯曲接触刚度和弯曲接触阻尼第(3),、。单元包含联接法兰其质量刚度和阻尼将聚缩到第4个节点上由于螺订与螺母接触、,面以及螺母与法兰底座的接触面与
5、整个螺栓结合部的接触面相比要小得多故可忽略。不考虑2动力学方程的建立,假设系统为线性定常系统这佯据其动力学模型可写出其动力学方程如下仁M〕{夕}+仁C」{夕}+‘K〕{夕}={P}(1),、、,。式(1)中[M」〔C」仁K」分别为系统的质量阵阻尼阵和刚度阵那么,其自由振动的动力学方程为〔M]{穿}+「C」{梦}+[K」{万}={0}(2)而其特征方程为“++=o}[M」S[C〕S[K〕】(3),。式(3)中S为复特征值{_。这,KK〕和里刚度阵[儿质量阵泣M」和杜尼阵侧可用有限元法建立起来于是[[M〕可分别
6、表示成如下形式太原重栖学院学报1991羊l、k对/Jles
7、esl
8、
9、[K](4)。,+K+K)、。。。产(念+五十人乡/.11对
10、仍;
11、?…。.爪m川267牡之22…产曰l叮一(5)刀262矛了26672.’.矛双观76呱伽十卫卜m:,。:8:,,。。。7气…二。十班。),。、。,在式(4)中K人分别为联接法兰的附加横向刚度和弯曲刚度;K和兀;的言义;、,、。如前所述k是由各梁单元的单元刚阵迸行扩展叠加后所得矩阵的相应元系的值,。、。、5)中M醒分别为联接法兰的集中质量和果中转动凌童;:、,是由各梁单元的
12、在式(。单元质阵进行扩展和叠加后所得的矩阵的相应元奈的值,i,至于阻尼阵LC」在不考虑接触沮已时由于立住在振动时姿冬能址顶夫是山于材料,‘的内}杜尼以及振动向外部传{川指量等形八所引起的次认为让不考沁接触五尼时立礴主的阻尼阵:C‘」,并为比例阻尼阵写成仁‘:=’。_+:}_呈、’:((;)C户江川刀、、_,。,,‘式(6)中卢月为比例系数左讹寺可用下列公式(了)又6)认示;而泣八则为式(幻::。中当八阳入晋均为零时的仁人4汀Z。,:一亡:了,几f(了)卜洲7)O一厂:2一f:“(::一:,g了‘了户,=万2
13、“一,“8)(厂了)(一,、一、‘、_7)([,,:{1:、一,二一式(8)I:1厂厂不分别为川主在自由状色下的阶固有州率和模态‘阻尼,。比可通过动态测试水得,一,_,匕:这件在考虑接触阻尼后C可丧小成如下形屯第1期叶嵘粉结合部接触刚度和接触阻尼识别法的研究,,;C11:/:!(夕,22‘矛产矛…(9)一二l,,。。「口CC2,7’·…C(了,::+,f厂(〔)、:,、:,。,‘:,‘,+C…CC(C〔刃)/,‘
