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条(环)状干摩擦阻尼器的微滑移数值模型

国防科技大学学报 2015年第5期37卷 67-74页

作者：赵宁蔺彦虎西北工业大学机电学院陕西西安710072

提出一种求解弹性条(环)状阻尼器微滑移接触运动的数值方法。将阻尼器和外部激励历程在空间和时间上离散,将相同数量的干摩擦触点布置于离散阻尼器上;把接触运动判据应用到各离散接触点,确定其运动状态并修正刚度矩阵,求解整个阻尼器的... 详细信息

提出一种求解弹性条(环)状阻尼器微滑移接触运动的数值方法。将阻尼器和外部激励历程在空间和时间上离散,将相同数量的干摩擦触点布置于离散阻尼器上;把接触运动判据应用到各离散接触点,确定其运动状态并修正刚度矩阵,求解整个阻尼器的平衡方程。该方法避免了有限元软件求解含摩擦接触问题的迭代过程,从而保证了求解的可执行性。同时,克服了微滑移模型理论解法对法向载荷分布规律及载荷时变性的限制,为求解具有局部性以及时变性的法向载荷的结构动态响应提供了更为精确的边界条件,从而可提高结构频响分析的准确性。应用多谐波平衡法分别计算宏滑移和微滑移阻尼器约束下的结构动态响应,发现在结构减振中,微滑移模型能够适应更宽范围的法向力。

关键词：干摩擦阻尼器微滑移接触运动多谐波平衡法动响应

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微滑移阻尼叶片最优正压力的影响因素分析

西安交通大学学报 2008年第5期42卷 523-523页

作者：谷伟伟徐自力王尚锦西安交通大学能源与动力工程学院西安710049

为了研究阻尼结构参数对阻尼叶片最优正压力的影响，基于微滑移模型，推导出了阻尼器非线性干摩擦阻尼力的计算公式．建立了带阻尼结构叶片的有限元非线性动力学方程，采用谐波平衡法对系统动力响应进行了计算．计算结果表明：系统的共... 详细信息

为了研究阻尼结构参数对阻尼叶片最优正压力的影响，基于微滑移模型，推导出了阻尼器非线性干摩擦阻尼力的计算公式．建立了带阻尼结构叶片的有限元非线性动力学方程，采用谐波平衡法对系统动力响应进行了计算．计算结果表明：系统的共振频率随正压力的增大而增大；叶尖响应随正压力的增大先减小后增大；存在一个最优正压力，使阻尼器的减振效果最好，这个最优正压力随阻尼器接近叶尖而减小，随阻尼器截面抗拉刚度的增大而减小，这个最优正压力对激振力幅值改变不敏感．

关键词：阻尼叶片正压力影响因素非线性动力学方程微滑移计算结果谐波平衡法阻尼器

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带干摩擦接触的叶根模态阻尼分析方法

振动与冲击 2020年第19期39卷 163-167,203页

作者：陈俊杰臧朝平周标 PETROV E 南京航空航天大学能源与动力学院航空发动机热环境与热结构工业和信息化部重点实验室南京210016 苏塞克斯大学布赖顿BN19QT

发展了一种叶根模态阻尼分析方法,针对叶根干摩擦问题,采用带接触的叶根高保真模型,基于能量耗散原理来进行模态阻尼的计算,此方法主要分为三部分:在ANSYS有限元软件中采用可描述面与面间摩擦接触交互作用的接触单元,建立带干摩擦接触... 详细信息

发展了一种叶根模态阻尼分析方法,针对叶根干摩擦问题,采用带接触的叶根高保真模型,基于能量耗散原理来进行模态阻尼的计算,此方法主要分为三部分:在ANSYS有限元软件中采用可描述面与面间摩擦接触交互作用的接触单元,建立带干摩擦接触的叶根高保真模型;对其进行模态分析,并在瞬态分析模块中对局部叶根模型进行简谐作用下的强迫振动模拟及求解;根据叶根接触面微滑移下干摩擦产生的耗散能,计算获取模态损耗因子。该方法可以对不同振型下带叶根干摩擦阻尼叶片的模态损耗因子进行预测分析。通过带接触面的真实叶根模型对该方法进行了验证,并分析了不同振型下振幅、转速、摩擦系数以及法向和切向接触刚度对模态损耗因子的影响。

关键词：叶根干摩擦微滑移接触单元模态损耗因子

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基于有限元的一种新型螺母的防松机理研究

工程力学 2010年第12期27卷 224-228,243页

作者：杨广雪谢基龙谢云叶北京交通大学轨道车辆结构可靠性与运用检测技术教育部工程研究中心北京100044

利用有限元软件ABAQUS,建立一种新型防松螺母和标准螺母的三维有限元模型,并分别与标准螺栓装配。首先分析在循环横向载荷作用下,锁紧后的标准螺母螺栓预紧力和啮合螺纹间微滑移的变化趋势;随后比较了相同初始预紧力条件下,新型防松螺... 详细信息

利用有限元软件ABAQUS,建立一种新型防松螺母和标准螺母的三维有限元模型,并分别与标准螺栓装配。首先分析在循环横向载荷作用下,锁紧后的标准螺母螺栓预紧力和啮合螺纹间微滑移的变化趋势;随后比较了相同初始预紧力条件下,新型防松螺母和标准螺母承受一定的循环横向载荷时剩余预紧力和啮合螺纹微滑移。结果表明,循环横向载荷下,预紧力的降低和啮合螺纹间的微滑移是螺栓联结松动的主要原因;初始预紧力对剩余预紧力百分比和微滑移有较大影响,在允许条件下应尽量增大预紧力;同时,该防松螺母具有较好的抵抗自松动的能力,这与试验结果吻合较好。最后研究了防松螺母的防松机理以及工作时产生的附加弯矩随预紧力的变化趋势。

关键词：有限元防松螺母预紧力微滑移横向载荷

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横向冲击载荷下齿形双螺母防松性能

沈阳工业大学学报 2024年第1期46卷 91-96页

作者：孟宪松马池闫明沈阳工业大学辽宁省冲击防护与损伤评估技术工程研究中心辽宁沈阳110870

针对螺栓连接结构在舰船爆炸冲击中容易发生松动的现象,设计了一种齿形双螺母的防松结构。利用局部滑移理论分析齿形双螺母的防松原理,采用有限元仿真法,通过预紧力和微滑移的变化量对其防松性能进行分析,并研究了齿形双螺母防松性能的... 详细信息

针对螺栓连接结构在舰船爆炸冲击中容易发生松动的现象,设计了一种齿形双螺母的防松结构。利用局部滑移理论分析齿形双螺母的防松原理,采用有限元仿真法,通过预紧力和微滑移的变化量对其防松性能进行分析,并研究了齿形双螺母防松性能的影响因素及其影响规律。研究结果表明:横向冲击载荷下,齿形双螺母预紧力下降慢,微滑移变化小,具有较好的防松性能;当楔形角与螺纹升角相同时,防松效果最差;楔形角越大,齿形数量越多,齿形双螺母的防松效果越好。

关键词：冲击载荷齿形双螺母有限元仿真预紧力微滑移楔形角齿形数量防松性能

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金属基复合材料界面层阻尼功能研究

中国科学（E辑） 2002年第1期32卷 14-19页

作者：张小农吴人洁李小璀 Z.X.Guo 上海交通大学金属基复合材料国家重点实验室上海200030 Departmentof Materials Queen Mary and Westfield College University of London

采用CVD技术制备了具有不同界面层的Cf/Al金属基复合材料,获得了一种界面层阻尼功能设计的新方法.研究发现具有特殊界面层的Cf/Al复合材料的抗拉强度、弹性模量和阻尼性能比无界面层时都有明显增加,并且不同界面层的效果不同.碳层对复... 详细信息

采用CVD技术制备了具有不同界面层的Cf/Al金属基复合材料,获得了一种界面层阻尼功能设计的新方法.研究发现具有特殊界面层的Cf/Al复合材料的抗拉强度、弹性模量和阻尼性能比无界面层时都有明显增加,并且不同界面层的效果不同.碳层对复合材料阻尼性能的提高效果最大,硅层的提高效果不如碳层,碳硅混合层的效果居中.涂层的厚度也影响了阻尼提高的效果,较厚的碳层效果更好,这是由于提高了复合材料的阻尼应变振幅效应而产生的.研究认为发生在界面层的微滑移是其主要的阻尼机制.

关键词：金属基复合材料界面层阻尼功能 CVD技术阻尼应变振幅效应微滑移碳层硅层碳硅混合层

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带干摩擦接触的叶根模态阻尼分析方法

振动与冲击 2020年第20期39卷 281-285,294页

发展了一种叶根模态阻尼分析方法,针对叶根干摩擦问题,采用带接触的叶根高保真模型,基于能量耗散原理来进行模态阻尼的计算,此方法主要分为三部分:①在ANSYS有限元软件中采用可描述面与面间摩擦接触交互作用的接触单元,建立带干摩擦接... 详细信息

发展了一种叶根模态阻尼分析方法,针对叶根干摩擦问题,采用带接触的叶根高保真模型,基于能量耗散原理来进行模态阻尼的计算,此方法主要分为三部分:①在ANSYS有限元软件中采用可描述面与面间摩擦接触交互作用的接触单元,建立带干摩擦接触的叶根高保真模型;②对其进行模态分析,并在瞬态分析模块中对局部叶根模型进行简谐作用下的强迫振动模拟及求解;③根据叶根接触面微滑移下干摩擦产生的耗散能,计算获取模态损耗因子。该方法可以对不同振型下带叶根干摩擦阻尼叶片的模态损耗因子进行预测分析。通过带接触面的真实叶根模型对该方法进行了验证,并分析了不同振型下振幅、转速、摩擦因数以及法向和切向接触刚度对模态损耗因子的影响。

关键词：叶根干摩擦微滑移接触单元模态损耗因子

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预紧力对紧螺栓连接板位移载荷响应的影响

润滑与密封 2018年第3期43卷 75-80,108页

作者：刘文光林炜彦贺红林南昌航空大学航空制造工程学院江西南昌330063

针对螺栓连接的可靠性和紧密性问题,研究切向载荷作用下预紧力对紧螺栓连接结合面微滑状态下等效刚度以及微滑移-宏观滑移临界响应幅值的影响。以单搭单螺栓连接板为对象,分析结合面接触压力和预紧力的关系,在研究连接板位移载荷特性的... 详细信息

针对螺栓连接的可靠性和紧密性问题,研究切向载荷作用下预紧力对紧螺栓连接结合面微滑状态下等效刚度以及微滑移-宏观滑移临界响应幅值的影响。以单搭单螺栓连接板为对象,分析结合面接触压力和预紧力的关系,在研究连接板位移载荷特性的基础上,构建螺栓连接板的等效刚度模型;基于有限元法开发变预紧力的单搭螺栓连接板参数化模型,提出位移载荷响应计算方法;探讨预紧力对微滑阶段螺栓连接板的位移-载荷响应的影响,分析预紧力对微滑移-宏观滑移临界响应幅值和等效刚度的作用。结果表明,当连接板自由端位移响应幅值小于0.075 mm时,预紧力变化对位移载荷响应没有影响,螺栓连接板等效刚度渐硬;当位移响应幅值大于0.075 mm时,预紧力对等效刚度影响明显;微滑移-宏观滑移临界响应幅值与预紧力大小呈近似线性关系。当预紧力为[0.15~0.33]F_(0max)(F_(0max)为最大预紧力)或[0.45~0.70]F_(0max)时,预紧力变化对连接刚度影响很小,预紧力对等效连接刚度的影响可达到50%。研究表明,切向载荷作用下的摩擦式螺栓连接,改变预紧力可调节螺栓连接板的等效刚度和微滑移-宏观滑移临界响应幅值,综合考虑可为螺栓连接板的力学设计提供新思路。

关键词：螺栓连接微滑移预紧力等效刚度

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超声工具滑动界面振动强度分布研究

超声工具滑动界面振动强度分布研究

作者：陈梦凡北方工业大学

学位级别：硕士

基于超声原理的超声工具,核心部件为能够将电能转换为机械能的超声换能器,其各部件机械连接,存在接触界面。本文以提高超声工具接触界面能量传递效率为目标,以夹心式压电超声换能器为研究对象,对其各部件之间形成的接触面进行分析,由于... 详细信息

基于超声原理的超声工具,核心部件为能够将电能转换为机械能的超声换能器,其各部件机械连接,存在接触界面。本文以提高超声工具接触界面能量传递效率为目标,以夹心式压电超声换能器为研究对象,对其各部件之间形成的接触面进行分析,由于夹心式压电超声换能器的螺栓连接结构,其接触面间有微滑移的存在,影响换能器的能量传递。夹心式压电超声换能器的能量传递效率可通过其输出端振动强度来表征。本文主要的研究内容:第一,研究超声工具中夹心式压电超声换能器接触界面微滑移产生原因。夹心式压电超声换能器各由前盖,后盖和压电陶瓷晶堆组成,并由预紧螺栓固定。通过对螺栓连接结构进行分析,建立了螺栓连接轴向振动模型,其接触面由于存在切向摩擦,会产生微滑移,并发生能量耗散,损耗的能量与轴向振动的振幅和固有频率的平方成正比。基于微凸体理论,建立考虑滑移粗糙界面模型,将粗糙接触界面等效为薄层介质,求解等效法向刚度和切向刚度。第二,超声工具产生超声振动主要由超声换能器将电能转换为机械能,因此研究超声换能器设计原理,对提高超声工具能量传递效率具有重要意义。超声换能器设计采用传统解析法以及等效网络法,设计并加工谐振频率为23k Hz的纵向夹心式压电超声换能器。对压电陶瓷,前盖、后盖、变幅杆进行了设计,求出了各部件的设计尺寸。第三,在理论尺寸设计的基础上,使用Solid Works对超声换能器各部件进行三维建模;为了简化有限元分析的求解过程,将换能器模型简化后再通过Ansys对其进行有限元分析:首先对换能器进行模态分析,得到其各阶共振频率以及对应的振型,所设计换能器在23109Hz处产生纵向振动;再对其进谐响应分析,查看其输出端面应力、应变、频率响应、加速度响应曲线等,发现所设计的换能器在23109Hz附近其应力、应变等有最大值。根据设计尺寸加工、装配换能器,经阻抗分析仪测得其谐振频率为22290Hz,对比理论计算出的结果与Ansys仿真值,与实际谐振频率,符合良好。第四,对所设计的超声工具的振动强度分布进行测量,验证其设计的合理性,其次,通过改变接触条件,验证微滑移对超声换能器的影响。以上研究内容,对分析超声换能器的振动特性以及提高对超声换能器接触界面的理解具有积极作用,对其他超声换能系统的设计也具有一定借鉴意义。

关键词：超声换能器接触界面能量传递微滑移