论文部分内容阅读
螺栓固定结合面是一种非常普遍的机械结构联接形式,对机械系统整体的静动态特性有很大的影响,因此有必要对螺栓结合面进行研究。研究对其进行有限元分析切实可行的方法。本文研究了螺栓结合面的多种有限元模型建模方法,讨论了不同有限元模型对螺栓联接整体结构有限元分析结果的影响。考察了相关参数在不同结合面条件下的螺栓联接结构的动态特性及其在螺栓预紧力变化条件下的变化规律。主要的研究内容如下:(1)在查阅大量国内外文献的基础上,总结了国内外机械结合面的研究现状,其中包括结合面建模的研究现状和其动态特性的研究现状,论述了结合面建模和其动态特性的研究成果以及存在的不足。(2)在螺栓预紧力求解公式的基础上,在弹性范围内,推导了螺栓刚度和被联接件刚度的求解公式。鉴于被联接结合面上产生压力的不均匀性,对被联接结合面上的压力做了等效分布,推导了等效区域面积的求解公式,为螺栓联接结构有限元模型的建立提供了理论指导。(3)建立了结合面等效动力学模型。在基于“固-隙-固”模型的基础上,提出了结合面等效虚拟材料模型,利用应变能法,推导了结合面虚拟材料的弹性模量以及泊松比;从微观的角度分析,推导了结合面虚拟材料的厚度和密度。(4)采用不同的建模方法进行螺栓固定结合面有限元分析,对其优劣及适用范围进行了对比和分析;并对虚拟介质层的特性参数实现定量或定性的研究,研究了其对结合面动态特性的影响。(5)通过试验测试获得试验数据,对采用虚拟介质法建立结合面的装配体有限元模型的有效性进行校验和评估。