基于分形理論的栓接結(jié)合部動態(tài)特性研究.pdf

1、西安建筑科技大學碩士學位論文基于分形理論的栓接結(jié)合部動態(tài)特性研究專業(yè)：機械制造及其自動化碩士生：邰雪峰指導教師：阮曉光副教授摘要眾所周知，一個完整的機械產(chǎn)品，尤其是大型裝備，是由各種零部件裝配得到，其中的螺栓聯(lián)接是應(yīng)用最為廣泛的一種聯(lián)接方式，正是由于聯(lián)接的存在，使得整機系統(tǒng)不再連續(xù)，各零部件之間形成了若干個“結(jié)合面”。結(jié)合面間的摩擦、磨損對整個機械系統(tǒng)的性能有著重要影響。因此，分析和研究結(jié)合面的接觸特性十分重要。本文基于分形理論，分析了

2、結(jié)合面的微觀接觸機理，并表征了結(jié)合面的微觀形貌，構(gòu)建不同維數(shù)的三維表面，建立結(jié)合面法向和切向剛度模型，對其進行理論分析和實驗研究，揭示接觸微觀接觸特性。具體研究內(nèi)容如下：首先，根據(jù)結(jié)合面在機械產(chǎn)品中的特殊性，闡述了研究意義，并介紹了分形理論的相關(guān)知識，在此基礎(chǔ)上，對結(jié)合面接觸機理進行分析，研究單個微凸體、法向載荷、真實接觸面積等相關(guān)參數(shù)的三維接觸分形模型，進而闡述了不同變形階段剛度的變化特征。接著，基于變形過程的三個不同階段，即彈性、彈

3、塑性、塑性，從法向和切向角度，推導了具有高度非線性的結(jié)合面剛度分形模型，進而對模型進行數(shù)據(jù)仿真分析，揭示不同變形階段的接觸機理，表征分形維數(shù)、尺度系數(shù)、外部載荷等參數(shù)對結(jié)合面接觸剛度的影響。研究表明：無量綱的法向、切向剛度與無量綱的載荷正相關(guān)，且隨分形維數(shù)的增大而增大，隨無量綱的尺度系數(shù)增大而減小。最后，基于分形函數(shù)，結(jié)合MATLAB和ProE軟件，分別建立單個微凸體、表面三維實體和結(jié)合面接觸模型，并進行ANSYS有限元分析，獲得外部載