连接界面黏滑摩擦模型参数辨识研究

连接界面的非线性黏滑摩擦行为对结构的动力学响应有重要影响。基于描述界面多尺度黏滑摩擦行为的Iwan模型建模连接刚度和阻尼的非线性特性,利用连接结构的幅变非线性动力响应时程信息,提取响应包络作为特征参量,构造用于模型参数辨识的多层前馈神经网络,并分别以含非线性连接的集总参数系统和螺栓搭接梁结构为对象,进行数值和实验验证。结果表明,该方法所提取的特征量和构造的神经网络能够有效地应用于连接界面非线性黏滑摩擦模型参数的辨识,且具有简单、精度高和对噪声有一定鲁棒性的优点。     

连接结构宏观滑移能量耗散特性研究

Iwan模型常用于描述连接结构的能量耗散与阻尼特性。基于六参数Iwan模型,推导得到宏观滑移阶段能量耗散-加载力幅值的解析表达式。提出基于螺栓连接结构宏观滑移试验的参数辨识方法,对六参数Iwan模型进行辨识。将连续的六参数Iwan模型离散为有限个Jenkins单元并开展有限元数值计算。结果表明,六参数Iwan模型解析解与螺栓连接结构试验结果符合较好;由于宏观滑移阶段接触界面存在残余刚度,螺栓连接结构在宏观滑移阶段的能量耗散-加载力幅值关系为线性关系;在宏观滑移阶段,有限元数值计算结果与解析解符合较好。六参数Iwan模型能够准确描述宏观滑移阶段螺栓连接结构能量耗散特性。     

螺栓连接结构的一种简化数值模拟方法

螺栓连接广泛存在于航空、航天以及武器等工程实际结构中。对剪切式8.8级准6螺栓螺栓连接结构,利用50t结构试验机,研究一种典型螺栓连接结构的非线性静力学行为。实验设计了整体对比试验件、研究型试验件,其中整体对比试验件用于分析、量化试验及材料性能的分散性及消除端部效应,研究型试验件用于研究螺栓连接结构的非线性静力学行为及非线性力-位移内蕴关系。通过实验研究,初步建立剪切式螺栓连接件唯象等效模型,将获得该模型推广应用至一种典型螺栓连接结构的连接单元简化数值模型。最后,将螺栓连接结构简化计算结果同试验、精细模型结果进行了对比分析,验证了使用连接单元对螺栓连接结构进行简化有限元数值模拟的有效性。     

风力机塔架螺栓连接状态监测与辨识研究进展

螺栓连接是大型风力机塔架各段塔筒及塔架与塔基之间的唯一连接方式,若其连接状态失效,将会造成灾难性的破坏.为了预防螺栓松动,甚至断裂,对风力机塔架螺栓连接状态进行监测与辨识至关重要.综述了螺栓连接结构动特性分析方法和螺栓连接状态监测与辨识方法,并对基于动力学模型和基于信号分析的无模型状态监测与辨识方法能否应用于风力机塔架螺栓连接状态的监测与辨识进行了述评,重点论述了波传播非线性动力学模型和应用非线性动力学理论进行信号分析的无模型状态监测与辨识方法,综述了风力机塔架螺栓连接状态监测与辨识的发展动态.     

基于结合面接触域边界及分形理论的螺栓连接动态特性建模方法

针对考虑粗糙度影响的螺栓连接结构动态特性建模问题,建立了由弹簧-阻尼模型代替粗糙表面结合面的螺栓连接新模型,该模型综合考虑了螺栓、垫片、粗糙结合面等多种因素对振动特性的影响,纠正了以往模型不考虑表面粗糙度对振动频率的影响的弊端,更符合真实情况.该模型基于机械表面几何分形理论,得到结合面刚度特性计算公式.基于有限元接触分...     

柱壳结构螺栓法兰连接非线性刚度分析

螺栓法兰装配的柱壳连接结构主要由壳体承载压缩载荷,而由螺栓-法兰结构承载拉伸载荷.当拉伸载荷大于临界值时,法兰盘接触面出现压力零域,即发生局部接触分离进而造成连接刚度损失,令螺栓-法兰连接结构呈轴向刚度非线性特征.为揭示预紧力作用下结构参数对此非线性刚度的影响,基于弹性薄壳理论和Couchaux改进梁理论构造了法兰盘与...     

螺栓接头界面迟滞行为分析

切向载荷作用下,螺栓接头界面随切向位移增大表现出明显的变阻尼和刚度软化特性。为有效表示接头界面的迟滞特性,旨在研究一种新的螺栓接头界面建模方法。基于Iwan模型,将预紧力产生在接头界面的正压力转换成切向力的均匀密度函数,建立螺栓接头界面的切向加载曲线与非线性迟滞回线理论模型。通过与原有的实验结果比较,验证了加载曲线与迟滞回线的正确性,并探讨了不同参数对迟滞回线的影响。结果表明,临界切向位移、初始刚度对迟滞回线的变化影响较为明显,残余刚度对迟滞行为影响主要体现在宏观滑移阶段。该模型可以有效地表达螺栓连接的复杂非线性特征,准确再现结合面的迟滞现象以及刚度软化现象。     

低预紧扭矩螺栓连接悬臂梁的2倍谐振响应

为准确获得光电设备中螺栓连接对系统结构动态响应特性的影响,研究了装配连接环节导致的非线性振动特性。采用单螺对栓连接悬臂梁模型,对螺栓连接引起的结构振动特性的改变进行了研究和实验。利用接触有限元方法对低预紧扭矩下结构非线性振动特性进行了时域数值积分仿真分析,给出了不同激励量级周期受迫激励下的相轨迹曲线;结合快速傅里叶分析方法,指出此模型在低预紧扭矩下存在1/2频率激励下的谐振现象。基于激振器实验,给出了实验自由振动响应幅值和受迫振动响应幅值的变化,证实了仿真结果的准确性。数值仿真和激振器实验均表明:激励量级越大,螺栓连接引起的非线性振动中自由振动分量对结构动态响应的影响越大。该方法对开展后续连接结构的非线性振动特性的研究有指导意义。     

铝蜂窝板螺栓连接件的动力学分析及建模

航天器结构的微振动会影响其精度,随着螺栓连接结构广泛运用在航天器结构中,而螺栓连接会对整个结构的强度及阻尼产生影响,使得结构出现非线性。研究了具有螺栓连接的铝蜂窝板,采用Iwan模型来表征该系统连接部位的非线性特性,结合边界条件和连接部位的连续性条件,建立其二自由度非线性动力学模型,并采用多尺度法对此系统进行求解,最终获得其非线性频率响应函数。以理论模型为基础,建立该系统的有限元模型,连接部位用Iwan模型替代,并进行相应的试验,最终验证了该理论模型的正确性,为进一步研究航天器的减振问题提供了可靠的依据。     

基于模态应变能的接触刚度识别方法

由于模态应变能对结构局部变形敏感,因而在以螺栓连接结构为代表装配结构中,预紧力变化对接触刚度和结构固有特性的影响可以采用模态应变能的方法进行分析,据此提出基于模态应变能的接触刚度识别方法,提高粗糙表面接触刚度识别的精度。以螺栓连接的T型块试验台为例,通过测试不同螺栓预紧力下结构前3阶固有频率,并采用薄层单元等效粗糙表面接触特性;考虑结构各阶模态应变能权重,进行了接触刚度识别和识别误差分析。研究结果表明,各阶模态应变能权重随着接触刚度或螺栓预紧力变化可能呈现不同的趋势,导致基于单阶模态的接触刚度识别结果之间存在较大差异;基于模态应变能的接触刚度识别方法由于综合考虑各阶模态的权重,反映了各阶固有频率的总体变化趋势;随着螺栓预紧力增大,接触刚度总体非线性增加,接触刚度识别误差总体下降。所提出的基于模态应变能的接触刚度识别方法,建立了螺栓连接结构中预紧力变量、粗糙表面接触刚度和模态固有频率耦合机制,为粗糙表面接触刚度建模提供了一种精确的识别方法。     

叶切面最大厚度数值计算与应用

以叶切面最大厚度的数值计算方法为基础,探讨叶切面最大厚度计算的计算机实现,介绍叶切面厚度数值计算法的应用实例.     

Natural frequencies of vibration of a class of solids composed of layers of isotropic materials

In a recent paper, the Ritz method with simple algebraic polynomials as trial functions was used to obtain an eigenvalue equation for the free vibration of a class of homogeneous solids with cavities. The method presented is here extended to the study of a class of non-homogeneous solids, in which each solid is composed of a number of isotropic layers with different material properties. The Cartesian coordinate system is used to describe the geometry of the solid which is modelled by means of a segment bounded by the yz, zx and xy orthogonal coordinate planes and by two curved surfaces which are defined by fairly general polynomial expressions in the coordinates x, y and z. The surface representing the interface between two material layers in the solid is also described by a polynomial expression in the coordinates x, y and z. In order to demonstrate the accuracy of the approach, natural frequencies are given for both a two- and three-layered spherical shell and for a homogeneous hollow cylinder, as computed using the present approach, and are compared with those obtained using an exact solution. Results are then given for a number of two- and three-layered cylinders and, to demonstrate the versatility of the approach, natural frequencies are given for a five-layered cantilevered beam with a central circular hole as well as for a number of composite solids of more general shape.     

盘丝极心偏对三爪自定心卡盘找标精度影响的分析

三爪自定心卡盘作为机床的主要附件,已有一百多年的发展历史,尽管目前随着数控技术的不断发展,越来越多地需求高速动力卡盘,但三爪自定心卡盘目前仍有一定的市场。 要保证卡盘可靠地夹紧工件,必须使其有可靠的夹持精度;要保持卡盘的精度,必须要严格控制各零部件公差及误差,如盘丝的极心偏。 　　极心偏是形成圆的渐开线的基圆圆心 (极心 )与盘丝内孔中心不同心所造成的偏差值。它对卡盘精度的影响分两种情况,一是卡爪夹持弧采用配磨,二是卡爪夹持弧采用单磨。本文主要探讨配磨时的影响。 　　卡爪夹持弧采用配磨,即每台卡盘整体…     

圆柱面素线的直线度公差带解析

详细分析了圆柱面素线的直线度公差带在新旧标准中定义和解释的区别，并从对圆柱面素线实际要素检测的角度，提出了推行新标准的实际意义。     

双丝杠驱动机构同步分析

介绍了双丝杠驱动机构工作原理,论述了双丝杠运动产生不同步的原因以及如何判定与解决同步问题。     

膨胀套导向机构的设计

通过分析膨胀套在实际使用产生滑移受阻现象、卡死现象原因的实质,并在分析产生问题原因的基础上提出了改进措施即：增加导向机构。     

广州地铁APM列车制动机理分析

根据广州市珠江新城旅客自动运输系统(APM)列车的运行特点,介绍APM列车制动系统的制动方式及其特点,分析APM列车动态制动和摩擦制动的工作机理及其区别和联系,阐明APM列车制动系统的电控制过程和气控制过程,从而为APM列车制动系统的维护和管理提供一定的依据.     

活塞销孔加工工艺的改进

我公司于８０年代末引进Aspera公司年产８０万台冰箱（冷柜）压缩机生产线及软件技术，在压缩机加工中，活塞销孔（如图１所示）的加工是难点之一。用镗床加工，质量一直难以达到要求，废品率很高。后来我们将Aspera公司的加工工艺即精镗后滚光改为精镗后用金刚石铰刀粗、精铰孔，由此解决了这个技术难题。（１）原意大利Aspera公司工艺简述其工艺流程为：钻６．５通孔→扩孔至７＋０．１→粗镗７．４７３＋０．０３６、圆柱度０．０１→精镗至７．９３５＋０．００６、圆柱度０．００２→滚光７．９３８＋０．００６、圆柱度０…     

磨粉机快辊轴承座加工工艺设计

设计了磨粉机快辊轴承座的加工工艺和具体的工装夹具.利用卧式加工中心加工磨粉机快辊轴承座,辅以能够高效快速夹紧的夹具,既可以保证加工精度,又能够提高加工效率.     

Development of sclerometric method of studying activation of parameters of damage and fracture of friction deformable surfaces

The article presents a brief review of the wear models based on the kinetic thermofluctuation approach. The materials were developed using SamGTU sclerometric programming software and a set of instruments developed at Samara Engineering University for assessing the parameters of kinetic thermoactivation for surface fracture deformed by friction. The first obtained results of assessments and the estimated prediction of wear resistance exemplified by tribocouple of the aircraft chassis are presented.