固定結(jié)合面等效力學(xué)模型
2.4.2固定結(jié)合面等效力學(xué)模型在裝配體結(jié)構(gòu)分析中,，為結(jié)合部建立合理的等效力學(xué)模型是決定有限元模型能否 真實反映實際結(jié)構(gòu)力學(xué)特性的關(guān)鍵步驟之一,。本課題中，立柱與床身通過螺栓連接,，屬于固定結(jié)合面,。而對于固定結(jié)合面,，通常使用接觸單元法,、自定義虛擬介質(zhì)層法或 線性彈簧一阻尼單元法建立結(jié)合部的力學(xué)模型,。1) 接觸單元法在結(jié)合面處建立接觸對，屬于非線性分析,，需要設(shè)置接觸剛度,。由 于在ANSYS模態(tài)分析過程中忽略模型的非線性行為[26],故此方法不適用于模態(tài)分 析。2) 虛擬介質(zhì)層法假定結(jié)合面上各點均勻接觸,，并且所有的接觸點具有相同力學(xué)性 質(zhì),，在結(jié)合面間建立虛擬介質(zhì)層模擬結(jié)合部，如圖2.10所示,。在構(gòu)件A,、B間建立虛 擬的介質(zhì)層，各構(gòu)件與介質(zhì)層的連接視為剛性連接,，而結(jié)合面的力學(xué)性能用虛擬介質(zhì) 層的材料常數(shù)來模擬[27],。使用該方法建模需要確定介質(zhì)層的厚度、剛度等特性參數(shù),。3) 彈簧一阻尼單元法依據(jù)結(jié)合部表現(xiàn)出既有彈性又有阻尼,，既儲存能量又消耗能 量的“柔性結(jié)合”本質(zhì)特性，用若干組彈簧,、阻尼器將兩個子結(jié)構(gòu)連接起來,，如圖 2.11所示。該方法是目前最成熟,、應(yīng)用最廣泛的方法,，只要合理確定結(jié)合部彈簧一阻尼單元 的數(shù)量、布置方式以及特性參數(shù),，可較真實地反映原結(jié)合部的力學(xué)特性,。如圖2.12(a)所示固定結(jié)合面，構(gòu)件A受正向作用力P,作用力通過結(jié)合面?zhèn)鬟f到 構(gòu)件B,。由于結(jié)合面面積較大,，可忽略連接點之間產(chǎn)生的相對轉(zhuǎn)角，且結(jié)合面之間沒 有剪切作用力,，因此只需用一組沿作用力方向的等效彈簧一阻尼單元即可模擬結(jié)合面 的動力學(xué)特性,，如圖2.12(b)所示。使用彈簧一阻尼單元等效后的結(jié)合面可視為山構(gòu)件A,、B以及結(jié)合部J三部分組 成,， 其中，C,,、C2,、…、為結(jié)合面上對應(yīng)各對連接點間的阻尼；&,、&,、…、^則為結(jié)合面上對應(yīng)各對接點間的剛度,。當(dāng)結(jié)構(gòu)所受載荷的形式,、方向比較復(fù)雜時，結(jié)合面存在多個方向的自由度,，每個 方向的自由度都要采用一組連接單元,，即對應(yīng)兩連接點間通過多組彈簧一阻尼單元連 接。此時c,,、c2,、…、s,、^,、^、…,、^均為對角陣,，其對角元素分別為兩連接點 間各彈簧一阻尼單元的阻尼和剛度。假設(shè)第i對連接點間在X,、y,、z三個方向上分別用 —組彈簧-阻尼單元連接，各向剛度和阻尼分別為Q,、cv,、c;、夂,、&,、夂，則該對 連接點的阻尼和剛度矩陣分別為：使用彈簧一阻尼單元建立結(jié)合面力學(xué)模型需要合理確定連接的數(shù)量與位置,，布置 結(jié)合部連接點時應(yīng)注意：1) 面積較大的結(jié)合面可簡化為多行,、多點連接的形式，且行數(shù),、每行連接點數(shù)應(yīng) 根據(jù)結(jié)合面的大小,、形狀、剛度,、邊界條件等因素合理確定,。連接點數(shù)量過少容易造 成結(jié)合面的局部分離，太多則會引入不必要的高階模態(tài),；2) 各連接點的自由度數(shù)應(yīng)根據(jù)結(jié)合部的結(jié)構(gòu)形式,、外載荷的特點以及幾何邊界條 件等因素合理確定,。本文采摘自“SGM50A臥式加工中心關(guān)鍵結(jié)構(gòu)件結(jié)構(gòu)分析與動態(tài)優(yōu)化”，因為編輯困難導(dǎo)致有些函數(shù),、表格,、圖片、內(nèi)容無法顯示,，有需要者可以在網(wǎng)絡(luò)中查找相關(guān)文章,！本文由海天精工整理發(fā)表文章均來自網(wǎng)絡(luò)僅供學(xué)習(xí)參考，轉(zhuǎn)載請注明,！