基于结合面基础特性参数的球面结合部模型研究

制造装备机械系统是由众多的构件(零、部件)和结合部组成的,结合部的特性参数对制造装备的整机性能影响非常大,结合目前国内外研究现状,针对影响结合部特性参数的众多因素,采用理论与实验结合、分层处理结合部影响因素的研究方法对机械结合部特性参数模型进行了研究。建立了基于结合面基础特性参数的球面结合部数学模型,确定结合部位移及载荷结合条件以及推导出球面结合部刚度矩阵,为机械系统性能分析提供通用性参数打下理论基础。编制基于FORTRAN语言的球面结合部解析程序,并通过实例对比验证了球面结合部解析方法及解析程序是正确的。

预紧载荷下螺栓结合部静特性分析

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。