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螺栓结合部切向动力学行为辨识方法

振动．测试与诊断 2019年第5期39卷 934-939,1127页

作者：郑华林徐林胡腾王辉西南石油大学机电工程学院成都610500 四川普什宁江机床有限公司都江堰611830

首先,以螺栓结合部切向动力学特性为研究对象,基于频响函数的子结构综合法为理论主线,建立结合部切向动力学行为辨识基本方程,推导其切向动刚度Za的理论表达式;其次,联合奇异值分解与最小二乘法,优化辨识结合部切向等效刚度ka与阻尼ca,... 详细信息

首先,以螺栓结合部切向动力学特性为研究对象,基于频响函数的子结构综合法为理论主线,建立结合部切向动力学行为辨识基本方程,推导其切向动刚度Za的理论表达式;其次,联合奇异值分解与最小二乘法,优化辨识结合部切向等效刚度ka与阻尼ca,由此建立螺栓结合部切向动力学数值模型;最后,利用该模型计算结构测点频响函数,进而将其与实测值进行对比。结果表明,二者吻合程度较高,且特征峰对应频率误差分别为1.38%,1.51%和0.84%,验证了所提方法能有效辨识螺栓结合部切向动力学行为,所得等效动力学参数精度较高,可为机械系统整机精准建模提供理论参考与数据支撑。

关键词：螺栓结合部切向动力学行为子结构综合法

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螺栓结合部接触面域的融合绑定建模方法

中国机械工程 2018年第16期29卷 1912-1920页

作者：崔方圆华灯鑫李言孔令飞李鹏阳西安理工大学机械与精密仪器工程学院西安710048

为提升复杂结构体模型在线动态监测与实时更新的精度,提出了一种螺栓结合部接触面域的融合绑定建模方法。建模过程中,由配对子结构在接触面两侧各提供一部分单元组成接触面域单元,通过对该区域单元进行等效处理,使其满足各向同性条件,... 详细信息

为提升复杂结构体模型在线动态监测与实时更新的精度,提出了一种螺栓结合部接触面域的融合绑定建模方法。建模过程中,由配对子结构在接触面两侧各提供一部分单元组成接触面域单元,通过对该区域单元进行等效处理,使其满足各向同性条件,而接触面域单元之间则被构建为融合绑定接触连接。该建模方法最大的优点是可以有效避免增加结合部模型求解的自由度数,节约计算资源且参数识别方便,通用性较强。为保证计算模型与物理模型具有协调一致的精度,建模过程中考虑了螺栓螺母及传感器附加质量对建模精度的影响,并引入多目标遗传算法对结合部的物理表征参数进行了优化识别。结果表明:前6阶实验振型和仿真振型完全一致,相应固有频率相对误差的绝对值均在10%以内,说明该建模方法能够较为有效地解决工程实际中结合部的动力学建模问题。

关键词：螺栓结合部融合绑定模态分析参数识别

螺栓结合部静态迟滞行为分析及刚度和阻尼辨识

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东北大学学报（自然科学版） 2018年第12期39卷 1743-1747页

作者：孙伟谭龙飞吴宁祥东北大学机械工程与自动化学院辽宁沈阳110819 东北大学航空动力装备振动及控制教育部重点实验室辽宁沈阳110819

获得螺栓结合部的静态迟滞行为并开展刚度、阻尼辨识,对于螺栓结合部设计以及装配工艺制定十分重要.利用三维有限元模型预测螺栓结合部迟滞特性,并给出了螺栓联接接触参数的设置方法.针对获得的迟滞曲线,采用最小二乘多项式拟合推导确... 详细信息

获得螺栓结合部的静态迟滞行为并开展刚度、阻尼辨识,对于螺栓结合部设计以及装配工艺制定十分重要.利用三维有限元模型预测螺栓结合部迟滞特性,并给出了螺栓联接接触参数的设置方法.针对获得的迟滞曲线,采用最小二乘多项式拟合推导确定了结合部刚度及阻尼参数的辨识公式.以一个简单的螺栓搭接梁为对象进行了实例研究,试验证明了该搭接梁有限元模型及获得的迟滞曲线的合理性,利用获得的迟滞曲线辨识了该螺栓结合部的时变刚度、平均刚度和损耗因子等参数.研究表明:随着预紧力的增加,螺栓结合部的刚度增加而损耗因子(阻尼参数)减小.

关键词：螺栓结合部静态迟滞行为刚度阻尼辨识

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预紧力与非线性作用的螺栓结合部动力学特性

清华大学学报（自然科学版） 2019年第9期59卷 772-779页

作者：赵彤郭俊杰吕玉红清华大学机械工程系北京100084 中国航发沈阳发动机研究所沈阳110015

为研究预紧力对螺栓结合部动力学特性的影响,该文选择一种双螺栓结合部试件作为研究对象,通过理论推导利用集中参数法在试件一阶模态处建立了单自由度简化模型;通过模态实验获得了不同螺栓预紧力下结构一阶动力学特性的变化情况;在激振... 详细信息

为研究预紧力对螺栓结合部动力学特性的影响,该文选择一种双螺栓结合部试件作为研究对象,通过理论推导利用集中参数法在试件一阶模态处建立了单自由度简化模型;通过模态实验获得了不同螺栓预紧力下结构一阶动力学特性的变化情况;在激振实验的基础上,利用力状态映射法对结合部在不同预紧力下非线性等效动力学参数进行了辨识。结果表明:结合部非线性会随预紧力降低而增强。在预紧力较低时,对结合部进行准确动力学建模需要考虑非线性因素的影响。

关键词：螺栓结合部预紧力动力学特性参数辨识

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整个螺栓结合部的法向连接动刚度及试验验证

西安交通大学学报 2012年第9期46卷 31-36页

作者：田红亮赵春华朱大林秦红玲刘芙蓉刘先名三峡大学机械与材料学院湖北宜昌443002

根据一种修正双变量Weierstrass-Mandelbrot函数,获得了整个螺栓结合部法向连接动刚度的解析解.采用等效表面的结构函数,给出了识别结合部分形维数、分形粗糙度的理论与试验方法.以风电机组五面体加工中心上的横梁-导轨结合部为对象,以... 详细信息

根据一种修正双变量Weierstrass-Mandelbrot函数,获得了整个螺栓结合部法向连接动刚度的解析解.采用等效表面的结构函数,给出了识别结合部分形维数、分形粗糙度的理论与试验方法.以风电机组五面体加工中心上的横梁-导轨结合部为对象,以测试试件的试验模态为基准,按照相似振型相关分析和固有频率定量比较的原则,对整个螺栓结合部法向连接动刚度的理论解进行了验证,结果表明,理论模型的振型与试验振型相吻合,理论的固有频率与试验的相对误差在-4.3%～5.1%之间.

关键词：螺栓结合部法向连接动刚度振型相关分析频率响应函数

基于频响函数的螺栓结合部法向刚度辨识与实验研究

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四川大学学报（工程科学版） 2014年第4期46卷 183-188页

作者：董冠华殷国富胡晓兵孙明楠胡腾四川大学制造科学与工程学院四川成都610065 中国石油西南油气田分公司安全环保与技术监督研究院四川成都610065

机械结合部对于高速卧式加工中心的动态性能有着重要的影响,结合部动力学参数的正确辨识是建立其准确动力学模型的前提。为准确获取螺栓接合部的法向刚度,采用理论推导与现场实验相结合的方式,基于频响函数法对结合部动力学参数的辨识... 详细信息

机械结合部对于高速卧式加工中心的动态性能有着重要的影响,结合部动力学参数的正确辨识是建立其准确动力学模型的前提。为准确获取螺栓接合部的法向刚度,采用理论推导与现场实验相结合的方式,基于频响函数法对结合部动力学参数的辨识与等效方法进行研究;定义了实验数据灵敏度的计算方法,并通过灵敏度实现了对实验数据的筛选,提取了有利数据和抑制了不利数据;在此基础上,构建包含辨识公式的矛盾方程,并基于最小二乘思想求得方程的确定解,获得了结合部动力学的等效参数。最后,通过LMS噪声、振动测试系统进行实验,实验结果表明:本方法可有效提高结合部动力学参数的辨识和等效精度。

关键词：频响函数螺栓结合部法向刚度辨识

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预紧载荷下螺栓结合部静特性分析

中国机械工程 2019年第10期30卷 1149-1155页

作者：惠烨黄玉美李鹏阳李艳陕西科技大学机电工程学院西安710021 西安理工大学机械与精密仪器工程学院西安710048 教育部数控机床及机械制造装备集成重点试验室西安710048

结合面的接触变形与构件变形存在耦合关系,为提高整机分析结果的准确性,提出了建立分析模型时在构件间增加虚拟材料层反映结合部非线性特性的假设。基于结合面基础特性参数获得了虚拟材料物理参数,建立了包含结合部特性的分析模型。对... 详细信息

结合面的接触变形与构件变形存在耦合关系,为提高整机分析结果的准确性,提出了建立分析模型时在构件间增加虚拟材料层反映结合部非线性特性的假设。基于结合面基础特性参数获得了虚拟材料物理参数,建立了包含结合部特性的分析模型。对预紧力作用下的螺栓结合部进行了一系列不同材料、预紧力及构件厚度的静特性试验。结合分析和试验结果,将结合面变形从整体形变中分离出来,与理论计算比较,验证了本文所提出的建模理论和试验方法的准确性和有效性。

关键词：预紧载荷螺栓结合部基础特性参数虚拟材料层

基于模型修正的螺栓结合部虚拟材料参数识别及应用

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机械工程学报 2022年第21期58卷 274-284页

作者：雷声毛宽民田微孔德龙中南民族大学计算机科学学院武汉430074 华中科技大学机械科学与工程学院武汉430072

针对螺栓结合部虚拟材料模型建模及参数识别问题,基于结合部显著影响整体结构动力学性能这一特性,提出基于模型修正的虚拟材料动力学模型参数识别方法。针对参数识别中修正方程的病态问题,根据虚拟材料相关参数及结构各阶模态频率相互... 详细信息

针对螺栓结合部虚拟材料模型建模及参数识别问题,基于结合部显著影响整体结构动力学性能这一特性,提出基于模型修正的虚拟材料动力学模型参数识别方法。针对参数识别中修正方程的病态问题,根据虚拟材料相关参数及结构各阶模态频率相互之间的影响度,构造修正方程的左右加权函数以减轻其病态程度,并通过仿真算例验证参数识别方法的有效性。探讨平板螺栓连接及哑铃状结构用于虚拟材料参数识别的有效性及抗噪性,加工哑铃结构的实验零件,辨识螺栓结合部虚拟材料模型的参数。基于机床螺栓结构的常用工况,建立虚拟材料模型参数库,并在CKX5680数控机床上验证参数库的有效性。结果表明:采用模型修正技术可以准确地识别无噪声时的虚拟材料参数;采用哑铃结构实验试件在有噪声情况下,螺栓结合部虚拟材料参数识别误差小于8%;采用虚拟材料模型模拟螺栓结合部的建模误差小于5.6%。

关键词：螺栓结合部虚拟材料动力学建模参数识别模型修正

同方期刊数据库

应用梯度连接层的层合电工钢梁螺栓结合部简化模型研究

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振动与冲击 2022年第5期41卷 67-74页

作者：关天赐王小鹏奚延辉西安交通大学机械工程学院西安710049

表征电工钢片间螺栓结合部连接参数是进行铁心结构动力学分析的关键,针对现有变压器铁心动力学模型参数识别误差大的问题,提出了考虑螺栓结合面压强分布不均匀的梯度连接层模型。通过理论计算获得了螺栓结合部的压强分布,推导了梯度连... 详细信息

表征电工钢片间螺栓结合部连接参数是进行铁心结构动力学分析的关键,针对现有变压器铁心动力学模型参数识别误差大的问题,提出了考虑螺栓结合面压强分布不均匀的梯度连接层模型。通过理论计算获得了螺栓结合部的压强分布,推导了梯度连接层弹性参数与螺栓结合部接触压强的关系式。在获得层合电工钢梁试件等效材料参数的基础上,对由螺栓连接的两根相同层合电工钢梁,建立了梯度连接层模型模拟层合电工钢梁之间的螺栓结合部。经模态对比修正了梯度连接层的弹性参数,修正后螺栓连接层合电工钢梁试验模态与计算模态的前8阶振型一致,对应固有频率的误差在1%以内,证明了梯度连接层模型的准确性。在变压器铁心中应用修正后的梯度连接层模型,能够提高建模精度。

关键词：层合电工钢梁螺栓结合部梯度连接层模型模型修正