应用改进分形理论及连续变形理论的机械结合面切向刚度建模

• 作者: 卫娟娟 李志涛 李鹏阳 王世军 赵金娟 韩子锐
• 来源期刊: 西安交通大学学报
• 关键词: 连续变形理论 改进分形理论 结合面 切向刚度
• 年，卷（期）: 2020,（6）
• 页码范围: 107-114
• 页数: 8页
• 分类号: TH113.1
• 语种: 中文
• DOI: 10.7652/xjtuxb202006014

摘要

针对现有分形理论在建立切向刚度模型时未考虑微凸体变形的连续性以及未考虑结合面在即将发生切向滑移之前静摩擦力导致实际接触面积增大的问题,提出了应用改进分形理论及连续变形理论的切向刚度建模方法.该方法以微凸体连续变形理论为基础,应用改进分形理论分析静摩擦力与实际接触面积之间的关系,并利用赫兹接触理论推导了结合面法向接触载荷;随后,根据切向刚度的产生机理,推导了包含弹塑性过渡阶段的切向接触载荷,结合所推导的法向、切向接触载荷从而建立了结合面切向刚度模型.为验证该方法的合理性,首先建立栓接结合部的有限元模型,利用超景深三维显微系统VHX-5000获取结合面的轮廓数据,经过功率谱密度法获取结合面的分形参数,通过虚拟材料将该方法以及对比方法计算的刚度输入有限元模型中进行仿真,得到栓接结合部在不同扭紧力矩下的前三阶固有频率及振型;随后搭建包含栓接结合部的实验装置,通过锤击实验也获取该装置在不同扭紧力矩的前三阶固有频率及振型.在相同扭紧力矩下的前三阶固有频率对比实验和仿真结果表明:该方法的仿真与实验结果之间最大相对误差为3.84％,相比于田红亮的方法降低了54.45％,说明该方法能够更加准确地预测结合面动态特性.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	李鹏阳	西安理工大学机械与精密仪器工程学院	56	453	13.0	19.0
2	赵金娟	西安理工大学印刷包装与数字媒体学院	19	287	8.0	16.0
3	王世军	西安理工大学机械与精密仪器工程学院	29	448	10.0	21.0
4	李志涛	西安理工大学机械与精密仪器工程学院	2	1	1.0	1.0
5	韩子锐	西安理工大学机械与精密仪器工程学院	2	1	1.0	1.0
6	卫娟娟	西安理工大学机械与精密仪器工程学院	1	0	0.0	0.0