螺栓聯(lián)接結合面參數(shù)識別及其在有限元分析中的應用研究.pdf

1、分類號——UDC武潷理密級學位論文英研究生姓名王利姓名魚!里職稱墊撞指導教師單位名稱絲逐魚邊應三猩鱟瞳郵編申請學位級別盜學科專業(yè)名稱論文提交日期——論文答辯日期一學位授予單位蹙墊墨墨盤堂學位授予日期答辯委員會主席—二尊21L評2013年3月430063輪機工程螋m可磊代校抄于鞭署大2武漢理工大學博士學位論文摘要螺栓聯(lián)接結構廣泛應用于現(xiàn)代機械結構中，在工程實際中發(fā)現(xiàn)，不同螺栓預緊力下，結構整體所表現(xiàn)出來的動力學特性不同。研究結果表明，螺栓

2、聯(lián)接結合面處的接觸參數(shù)是影響結構動態(tài)性能的重要因素之一，而這個因素在結構有限元分析設計中沒有引起足夠的重視。為了研究螺栓聯(lián)接結合面參數(shù)的實驗和理論識別方法以及結合面參數(shù)在結構有限元分析中的應用，本文以螺栓聯(lián)接結合面為研究對象，對螺栓聯(lián)接結合面性參數(shù)從理論分析、實驗識別和有限元建模等多個方面進行了研究，得到了一些創(chuàng)新性的研究成果。1)研究了統(tǒng)計參數(shù)模型和分形參數(shù)模型計算結合面接觸參數(shù)的理論計算方法；探討了通過表面輪廓獲取統(tǒng)計參數(shù)模型和分形

3、參數(shù)模型所需要的各種參數(shù)的計算方法；本文提出了一種分形粗糙參數(shù)G的識別方法，并通過數(shù)值仿真的方式，驗證了所提出的識別方法的合理性。2)應用結構動力學理論建立了螺栓聯(lián)接結合面參數(shù)識別的動力學模型，推導了螺栓聯(lián)接結合面法向和切向接觸參數(shù)的計算公式；設計并搭建了識別結合面參數(shù)的實驗裝置；通過對實驗數(shù)據(jù)的處理，得到了不同螺栓預緊力下的螺栓聯(lián)接結合面法向和切向接觸參數(shù)。3)通過表面輪廓儀對實驗試件表面的加工輪廓進行了測量，并對表面輪廓進行處理，得

4、到了統(tǒng)計參數(shù)模型和分形參數(shù)模型所表示的結合面剛度理論計算公式所需要的參數(shù)，獲得了不同螺栓預緊力下的法向和切向接觸參數(shù)，并與實驗識別得到的法向和切向接觸參數(shù)進行了比較。4)采用有限元法研究了球面單微凸體發(fā)生彈塑性變形時在法向和切向上的接觸剛度特性，本研究綜合考慮了單微凸體的網(wǎng)格劃分、摩擦效應以及塑性應變硬化效應等因素對單微凸體法向和切向接觸剛度特性的影響。5)以單螺栓聯(lián)接梁結構和多螺栓聯(lián)接電機機座結構的結合面為研究對象，建立了螺栓聯(lián)接結構