基于二自由度系統(tǒng)的表面接觸剛度和接觸阻尼的檢測研究.pdf

1、工程中零件的相互連接或接觸，如導(dǎo)軌、螺栓、央具、軸承滾動體與滾道、機(jī)械手關(guān)節(jié)、齒輪嚙合面等，其表面連接或接觸性能與表面實際接觸狀況有關(guān)，直接影響到零件使用功能和可靠性。機(jī)械結(jié)構(gòu)中對表面接觸副的接觸特點和性質(zhì)的描述中，經(jīng)常涉及到表面接觸剛度和接觸阻尼參數(shù)，為了更好的了解接觸剛度和接觸阻尼對表面接觸性能的影響，人們展開了大量的研究。然而，接觸剛度和接觸阻尼在振動的作用下，往往由于結(jié)合面的微觀變形與其所受的法向力呈非線性關(guān)系，導(dǎo)致表面接觸剛度

2、和接觸阻尼與所施加的載荷一般也呈非線性關(guān)系，再加上接觸表面本身的特性（如潤滑性、表面粗糙度、摩擦磨損狀態(tài)等等）也能很大程度上改變接觸剛度和接觸阻尼的性質(zhì)，這些不確定因素導(dǎo)致無法較好的完成模型的參數(shù)辨識。因此，無論從理論上還是從實際應(yīng)用上，尋找一個結(jié)構(gòu)在振動條件下辨識接觸剛度和接觸阻尼的方法具有十分重要的工程意義。
　　本文拋開特定的結(jié)合面形式，提出了一種基于二自由度系統(tǒng)的接觸剛度和接觸阻尼的檢測方法，將接觸副的兩接觸體分別設(shè)計成相

3、應(yīng)兩單自由度單元，由兩單自由度單元接觸耦合成二自由度系統(tǒng)，所要檢測的接觸剛度和阻尼為二者之間的耦合系數(shù)。首先搭建了二自由度系統(tǒng)的實驗平臺，運用結(jié)構(gòu)響應(yīng)耦合的方法，通過建立基于二自由度系統(tǒng)的結(jié)合面的動力學(xué)模型和數(shù)學(xué)模型，測量耦合的二自由度系統(tǒng)的時域響應(yīng)信號，獲取二自由度系統(tǒng)的響應(yīng)參數(shù)，從而識別單位面積上的機(jī)械結(jié)合面的法向接觸剛度和接觸阻尼。在求取二自由度系統(tǒng)響應(yīng)參數(shù)的時候，對信號進(jìn)行了降噪，消除噪音的干擾，并且通過低通濾波過濾掉高頻信號的

4、影響并利用1 stOpt軟件進(jìn)行了曲線擬合，從而求取響應(yīng)參數(shù)。最后，通過和已知剛度的彈簧進(jìn)行耦合，從而驗證了接觸剛度模型的準(zhǔn)確性。分析了接觸剛度和接觸阻尼與特征頻率和衰減系數(shù)之間的關(guān)系，找出了識別接觸剛度和接阻尼的比較敏感的參數(shù)，并求出了接觸材料為T8時候的各載荷條件下的接觸剛度和接觸阻尼的值。探討分析了在不同的載荷條件下，衰減圓頻率、接觸剛度、接觸阻尼隨等影響因素隨著接觸觸載荷變化的規(guī)律以及特征頻率和衰減系數(shù)對接觸剛度和接觸阻尼的影響