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《昆明理工大学》 2009年
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机械结合面微观作用机理初探及应用

宋森熠  
【摘要】:机械结合部是机械系统中一种固有的结构形式,它在外加载荷的作用下表现出既有弹性又有阻尼的动力学特性,对系统的整体动态性能有很大的影响。机床结构中结合部的弹性和阻尼往往比结构本身的弹性和阻尼还大,所以结合部对机床的整体动态性能有着重要的影响。研究结合面的动态特性具有十分重要的意义,它是准确预测机械结构的特性,提高机械结构的性能的前提条件。结合面的研究工作可分为宏观研究和微观研究两方面,宏观研究一般是用弹簧和阻尼器模型来表示结合面,建立起振动系统的总体模型。微观研究主要是通过结合面变形的物理机理和结合面内阻尼特性的理论和实验研究来得到结合面的特性,要从本质上认识结合面的特性,一般多从微观领域进行研究。 本课题是云南省应用基础研究计划项目“机械结合面动态特性理论及应用研究”的一部分。本文结合目前国内外研究现状,对典型的平面结合面动态特性进行研究。利用有限元分析与实验模态分析相结合的方法对结合部等效参数进行识别。通过对不同表面粗糙度、不同结合面积和不同法向压力的相互作用的结合面动态特性的研究,分析了表面粗糙度、结合面积和法向压力对结合面特性参数的影响。通过分析可知:结合面刚度和阻尼随着结合面法向压力的增大而增大,随着结合面粗糙度的增大而减小;随着结合面面积的增大而增大。 本文抓住机械加工表面存在分形特征的特点,运用分形理论把两个相互接触的表面转化为无数对随机接触的微凸体。并结合经典的接触理论,从对一对微凸体的接触分析入手,进而建立无数对无规则排列的微凸体的理论接触模型。从微观方面入手,通过对实验数据和仿真数据对比分析,初步探索了结合面刚度和阻尼的产生原因和变化规律。并提出了微观接触变形理论。也在前人研究的基础上从能量损耗的角度对阻尼的产生原因进行了探索性分析。 实际的工作环境下,结合面对整个机构会有较大的影响。为了体现工程应用中结合面的影响,本文应用ANSYS分析软件,对存在结合面的机构和没有结合面的刚性体进行了对比分析。展示了二者固有频率和模态振型的差别。为把结合面的理论研究转换为实际应用奠定了基础。
【学位授予单位】:昆明理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:TH161.14

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【引证文献】
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【参考文献】
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【共引文献】
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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【同被引文献】
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1 杨家华,陈为福,黄旭东,管华;机床床身立柱结合面参数识别的研究[J];北京工业大学学报;1999年01期
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中国硕士学位论文全文数据库 前5条
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2 颜华生;机床结构动态设计与优化关键技术研究与应用[D];厦门大学;2008年
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【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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【相似文献】
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1 李国辉;超音速火焰喷涂金属陶瓷涂层结合强度强化方法的研究[D];西安理工大学;2008年
2 范兴平;45钢表面WC/高碳铬铁合金化技术的研究[D];西华大学;2007年
3 龚军;耐热铸钢件表面铸渗结晶硅复合层技术的研究[D];新疆大学;2007年
4 章华兵;冷喷涂粒子变形结合行为及涂层组织力学性能研究[D];上海交通大学;2007年
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7 王新征;磁控溅射薄膜的过渡层与高速钢及镁基体结合强度的研究[D];西安理工大学;2008年
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10 徐婷婷;梯度涂层的组织和性能及有限元分析[D];沈阳工业大学;2010年
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