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振动与冲击 2017年第2期36卷 129-133页

作者：王庆朋张力唐志刚罗求顺重庆大学汽车工程学院重庆400044

为了能够预测粗糙结合面法向接触的能量耗散和阻尼的变化规律,在Hertz和Abbott-Firestone经典接触模型的基础上,提出了一种加载-卸载混合弹塑性接触模型。首先,研究单个微凸体在完全弹性和塑性接触状态下的受力特性,推导出混合弹塑性状... 详细信息

为了能够预测粗糙结合面法向接触的能量耗散和阻尼的变化规律,在Hertz和Abbott-Firestone经典接触模型的基础上,提出了一种加载-卸载混合弹塑性接触模型。首先,研究单个微凸体在完全弹性和塑性接触状态下的受力特性,推导出混合弹塑性状态下接触面积和力的数学表达式,进而研究能量变化规律和接触阻尼特性。然后,通过文献中的实验数据,并且和完全弹性、塑性状态下的接触模型进行对比,验证了该模型的有效性。在此基础上,分析能量耗散和法向接触阻尼与法向变形量、硬度以及硬度指数的关系。结果表明,结合面能量耗散随着法向变形量的增加而变大,而法向接触阻尼随之减小;在法向变形量一定时,接触阻尼随着材料硬度的增加而变大,而硬度指数的影响很小。

关键词：粗糙结合面混合弹塑性能量耗散法向接触阻尼

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一种基于模态实验的结合面接触刚度计算方法

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航空动力学报 2015年第1期30卷 76-81页

作者：胡殿印司武林魏佳明王荣桥北京航空航天大学能源与动力工程学院北京100191

在赫兹接触与Greenwood-Williamson(G-W)模型的基础上,推导带系数的接触刚度公式,提出了一种基于模态实验的结合面接触刚度计算方法.通过数值仿真分析获得1阶固有频率与接触刚度系数的关系曲线,结合1阶固有频率的实验结果确定接触刚度系... 详细信息

在赫兹接触与Greenwood-Williamson(G-W)模型的基础上,推导带系数的接触刚度公式,提出了一种基于模态实验的结合面接触刚度计算方法.通过数值仿真分析获得1阶固有频率与接触刚度系数的关系曲线,结合1阶固有频率的实验结果确定接触刚度系数,进而确定接触刚度公式.应用所得公式仿真计算不同几何模型、不同离心力下系统的1阶固有频率以及激振力作用下系统的振动响应,并与实验数据对比,1阶固有频率的最大误差为1.73%,振动响应的最大误差为9.5%,结果吻合,验证了计算方法的准确性;同时研究了结合面干摩擦阻尼对系统的减振效果,结果显示在1阶固有频率附近,干摩擦阻尼具有明显的减振效果.

关键词：接触刚度干摩擦阻尼粗糙结合面 G-W模型模态实验

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基于分形理论的结合面微观接触特性分析

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机械与电子 2017年第10期35卷 7-11页

作者：孙钧成何博侠杨雨诗韩阳南京理工大学机械工程学院江苏南京210094

为了研究结合面微观接触特性,基于分形理论,建立粗糙表面轮廓模型,进行结合面接触趋近耦合研究。通过二维粗糙表面与光滑表面微观接触趋近过程的仿真分析,研究分形维数、表面粗糙度、位移载荷对结合面接触状态的影响机理。提出利用激光... 详细信息

为了研究结合面微观接触特性,基于分形理论,建立粗糙表面轮廓模型,进行结合面接触趋近耦合研究。通过二维粗糙表面与光滑表面微观接触趋近过程的仿真分析,研究分形维数、表面粗糙度、位移载荷对结合面接触状态的影响机理。提出利用激光声表面波检测粗糙结合面接触的方法,并进行了实验验证。研究结果表明,粗糙表面微凸体形貌是决定材料接触性能的关键因素;微凸体接触形成的真实接触面积远小于名义接触面积。工程问题中,通过名义接触面积计算出的载荷与材料表面实际承受的载荷存在较大差异。

关键词：分形理论粗糙结合面数值模拟真实接触面积激光超声

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粗糙表面接触状态的激光超声检测技术研究

粗糙表面接触状态的激光超声检测技术研究

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作者：孙钧成南京理工大学

学位级别：硕士

结合面是具有特定表面形貌和跨尺度特征的粗糙表面,受力后会发生复杂的微小变形,其接触行为对零件的摩擦磨损、导电导热以及润滑性能有着重要的影响。由于结合面接触区域贴合紧密,传统的接触式测量手段无法测量其接触状态,需要探究新的... 详细信息

结合面是具有特定表面形貌和跨尺度特征的粗糙表面,受力后会发生复杂的微小变形,其接触行为对零件的摩擦磨损、导电导热以及润滑性能有着重要的影响。由于结合面接触区域贴合紧密,传统的接触式测量手段无法测量其接触状态,需要探究新的测量方法。本文研究基于激光声表面波的结合面接触状态测量方法,设计接触状态检测系统,重点研究结合面表面载荷、名义接触面积、表面粗糙度与结合面声表面波信号之间的关系。论文首先论述激光超声理论,分析热弹机制与融蚀机制下激光超声解析模型的区别,研究声表面波的传播特性。然后,通过实验研究激光束脉冲能量、光斑形状和尺寸对声表面波信号的影响,优化激光束参数。建立激光辐照铝材料的有限元模型,通过热弹耦合仿真与结构动力学仿真,获得材料内部温度场、应力场、位移场的变化云图,验证激光超声作用的理论模型。通过实验探究不同材料对激光能量的吸收率的区别以及声表面波传播过程中的衰减特性。建立基于分形理论的简化二维粗糙表面模型,通过仿真研究接触趋近过程中表面微凸体的接触行为,结合仿真结果,提出结合面声表面波通过率受真实接触面积影响的理论。最后,搭建结合面接触状态的激光超声检测系统,设计正交实验与单因素实验,探究表面载荷、名义接触面积、表面粗糙度对声表面波信号的影响趋势,以实验数据为基础拟合得到经验公式,对结合面声表面波传播理论进行验证。实验结果表明:结合面声表面波通过率与真实接触面积有关,真实接触面积越大,通过的声表面波信号越强;其中真实接触面积又与表面载荷、名义接触面积呈正相关,与表面粗糙度呈负相关。本文的研究结果可以对激光超声理论和数值模拟研究、粗糙结合面接触状态研究以及激光无损检测提供理论和实验依据。

关键词：激光超声粗糙结合面声表面波有限元真实接触面积

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