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机械结合面静动态特性研究回顾及展望 被引量:58
1
作者 张学良 徐格宁 温淑花 《太原重型机械学院学报》 2002年第3期276-281,共6页
介绍了结合面的基本概念 ,全面回顾分析并总结了结合面静动态特性研究的历史及现状 ,指出了存在的问题 ,并对今后的研究工作进行了展望。
关键词 机械结合面 接触刚度 接触阻尼 振动
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粗糙机械结合面的接触刚度研究 被引量:64
2
作者 李辉光 刘恒 虞烈 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第6期69-74,共6页
为准确进行计入粗糙接触界面影响的组合结构动力分析,基于弹塑性理论对具有粗糙表面的长方微元体进行有限元接触分析,给出了根据受力和变形关系计算粗糙表面接触刚度的方法,得到了不同载荷作用下的法向和切向界面接触刚度.计算结果表明... 为准确进行计入粗糙接触界面影响的组合结构动力分析,基于弹塑性理论对具有粗糙表面的长方微元体进行有限元接触分析,给出了根据受力和变形关系计算粗糙表面接触刚度的方法,得到了不同载荷作用下的法向和切向界面接触刚度.计算结果表明:表面形貌造成的接触应力分布不均匀和局部塑性变形导致法向界面接触刚度随着压力的增加先增大后减小,并随着表面粗糙度的增加而降低;切向界面接触刚度随着法向载荷和摩擦系数的增加而增加,随着切向载荷的增加而减小.当切向载荷增加到一定值时,接触界面将由微观滑移转化为宏观滑动,摩擦界面连接失效. 展开更多
关键词 粗糙表面 接触刚度 有限元
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结合面法向动态参数的分形模型 被引量:50
3
作者 尤晋闽 陈天宁 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第9期91-94,共4页
为了对结合面法向动态参数进行正确的理论计算,以分形接触理论为基础,建立了结合面法向动态参数的理论分形模型,揭示了接触刚度和接触阻尼与作用在粗糙表面上的法向载荷、粗糙表面材料性能常数,以及分形参数等因素之间的复杂关系,并对... 为了对结合面法向动态参数进行正确的理论计算,以分形接触理论为基础,建立了结合面法向动态参数的理论分形模型,揭示了接触刚度和接触阻尼与作用在粗糙表面上的法向载荷、粗糙表面材料性能常数,以及分形参数等因素之间的复杂关系,并对该模型进行了数值仿真.仿真结果表明:结合面的实际接触面积仅占名义接触面积的一小部分,降低表面粗糙度或增加法向载荷都将增大实际接触面积;接触刚度和接触阻尼与分形参数之间具有较强的非线性关系,而法向载荷对接触刚度的影响较为明显,当载荷增加时,刚度值也随之增大,但对接触阻尼的影响可以忽略. 展开更多
关键词 结合面 动态参数 接触刚度 接触阻尼 分形模型
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粗糙平面接触刚度的研究 被引量:43
4
作者 饶柱石 夏松波 汪光明 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 1994年第2期72-75,71,共5页
从材料表面微观特征的分析着手,采用弹性接触理论和概率分析方法,对两个粗糙平面间的接触刚度问题进行了研究,提出了一种表面接触刚度的理论计算方法,给出了相应算例。计算结果表明,本文提出的方法是有效的。
关键词 接触 接触刚度 粗糙平面
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利用纳米压痕加载曲线计算硬度-压入深度关系及弹性模量 被引量:41
5
作者 谭孟曦 《金属学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2005年第10期1020-1024,共5页
通过对纳米压痕法基本原理的分析与实验研究,证明了一般材料的接触刚度一位移(压入深度)为线性关系.该关系可从两个不同压入深度的压痕实验得到,利用该关系可从任意一条加载曲线计算出材料的硬度-位移关系及弹性模量值.实验结果表明这... 通过对纳米压痕法基本原理的分析与实验研究,证明了一般材料的接触刚度一位移(压入深度)为线性关系.该关系可从两个不同压入深度的压痕实验得到,利用该关系可从任意一条加载曲线计算出材料的硬度-位移关系及弹性模量值.实验结果表明这个计算结果是可靠的. 展开更多
关键词 纳米压痕仪 硬度 弹性模量 位移 接触刚度
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基于分形接触理论的结合面法向接触参数预估 被引量:41
6
作者 尤晋闽 陈天宁 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第9期1275-1280,共6页
基于分形接触理论,建立了结合面法向接触参数的分形预估模型,通过粗糙表面材料性能参数、法向载荷及粗糙表面的分形参数来预估法向接触刚度和接触阻尼,并对其变化规律进行数值仿真.结果表明:结合面之间的接触处于弹性变形和与塑性变形... 基于分形接触理论,建立了结合面法向接触参数的分形预估模型,通过粗糙表面材料性能参数、法向载荷及粗糙表面的分形参数来预估法向接触刚度和接触阻尼,并对其变化规律进行数值仿真.结果表明:结合面之间的接触处于弹性变形和与塑性变形共存的状态,且小接触点面积的微凸体发生塑性变形,而大接触点面积的微凸体发生弹性变形;法向接触参数与分形参数之间具有较强的非线性关系;同时,法向接触刚度随法向载荷的增大而逐渐增加,但法向载荷对结合面的法向阻尼特性影响较小;仿真结果中极值点的存在,为结合面接触参数的优化设计提供了依据. 展开更多
关键词 结合面 接触刚度 接触阻尼 预估 分形模型
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结合面接触刚度分形模型研究 被引量:36
7
作者 张学良 黄玉美 温淑华 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第4期89-91,共3页
指出了以往有关粗糙表面接触刚度理论研究工作的缺陷与不足 ,在一定的前提下 ,基于球体与平面的接触理论和粗糙表面的接触分形理论 ,给出了具有尺度独立性的结合面接触刚度分形模型 ,并进行了数字仿真研究 。
关键词 结合面 接触刚度 分形模型 粗糙表面
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基于接触分形理论的结合面切向接触刚度分形模型 被引量:36
8
作者 张学良 温淑花 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第3期91-93,97,共4页
以球体与平面接触时的切向接触刚度以及粗糙平面接触的分形理论为基础 ,基于 3个假设 ,即粗糙表面的微观形貌各向同性 ,粗糙表面上各微凸体之间的相互作用可以忽略不计 ,各微凸体所受的力与其接触面积的大小成正比 ,从理论上提出了具有... 以球体与平面接触时的切向接触刚度以及粗糙平面接触的分形理论为基础 ,基于 3个假设 ,即粗糙表面的微观形貌各向同性 ,粗糙表面上各微凸体之间的相互作用可以忽略不计 ,各微凸体所受的力与其接触面积的大小成正比 ,从理论上提出了具有尺度独立性的结合面切向接触刚度分形模型 ,并进行了定性的实验验证 ,说明了该模型的正确性。 展开更多
关键词 接触刚度 分形模型 分形理论 结合面切向 粗糙表面 微观形貌
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机械结合面法向接触刚度和阻尼的理论模型 被引量:33
9
作者 傅卫平 娄雷亭 +2 位作者 高志强 王雯 吴洁蓓 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第9期73-82,共10页
基于统计接触理论和等效粗糙接触表面假设,考虑微凸体在加卸载及动态载荷下的变形特征,建立了结合面法向静、动态接触模型,获得了单位面积法向静、动态接触刚度与接触阻尼(基础特性参数)。基于Kadin和Etsion的粗糙表面弹塑性卸载接触模... 基于统计接触理论和等效粗糙接触表面假设,考虑微凸体在加卸载及动态载荷下的变形特征,建立了结合面法向静、动态接触模型,获得了单位面积法向静、动态接触刚度与接触阻尼(基础特性参数)。基于Kadin和Etsion的粗糙表面弹塑性卸载接触模型,通过引入微凸体卸载过程中残余变形与最大变形量及最大接触载荷之间的函数关系,建立静态加卸载接触模型。针对结合面间简谐动态相对位移,利用泰勒公式对静态接触载荷和接触刚度进行展开,得出了动态接触载荷、接触刚度的增量以及动态接触载荷下的能量损耗,建立了法向动态接触刚度和接触阻尼的计算模型。分析了结合面面压、动态位移幅值及振动频率对动态接触刚度和接触阻尼的影响规律,研究表明:法向动态接触刚度相对静态接触刚度有微小偏移增量,动态接触刚度增量和接触阻尼随法向面压及动态位移幅值的增大而非线性增大,动态接触刚度增量随振动频率增加呈非线性增大,而接触阻尼则随振动频率增加呈非线性减小。通过理论计算与试验结果的对比分析,证明了本文建立的结合面法向静、动态接触刚度及接触阻尼理论模型的正确性。 展开更多
关键词 结合面 微凸体 加卸载 接触刚度 接触阻尼
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粗糙表面接触研究进展 被引量:23
10
作者 吴承伟 《力学进展》 EI CSCD 北大核心 1991年第1期96-108,共13页
工程中的任何接触表面都不会是绝对光滑的,对于某些特殊接触问题必须考虑表面形貌的接触效应.粗糙表面接触研究是一门年轻的交叉学科.它主要研究粗糙表面接触力学,接触导电和导热,接触密封,接触振动和噪声,接触刚度,骨关节接触等问题,... 工程中的任何接触表面都不会是绝对光滑的,对于某些特殊接触问题必须考虑表面形貌的接触效应.粗糙表面接触研究是一门年轻的交叉学科.它主要研究粗糙表面接触力学,接触导电和导热,接触密封,接触振动和噪声,接触刚度,骨关节接触等问题,涉及固体力学,流体力学,随机过程及概率统计,计量学,电学和传热学,振动理论以及生物学等学科知识.本文综述了粗糙表面接触的研究进展. 展开更多
关键词 粗糙表面 接触 接触面积
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直线滚动导轨的Hertz接触建模及接触刚度的理论求解 被引量:30
11
作者 孙伟 孔祥希 +1 位作者 汪博 闻邦椿 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2013年第7期230-234,共5页
直线滚动导轨是数控机床的重要功能部件,对导轨系统进行解析建模可以有效分析导轨的特性参数对导轨力学性能的影响。该文基于Hertz接触原理,对直线滚动导轨进行了Hertz接触建模及接触刚度求解。首先,推导了导轨系统中单个滚珠-沟槽的接... 直线滚动导轨是数控机床的重要功能部件,对导轨系统进行解析建模可以有效分析导轨的特性参数对导轨力学性能的影响。该文基于Hertz接触原理,对直线滚动导轨进行了Hertz接触建模及接触刚度求解。首先,推导了导轨系统中单个滚珠-沟槽的接触刚度解析表达式。在此基础上,系统地分析了滑块与导轨之间的变形关系,完成了整个导轨的法向接触建模。最后,以NSK直线导轨为对象,分别求解了单个滚珠及4种预紧力等级作用下整个导轨系统的接触刚度,并绘制了载荷-弹性变形以及刚度-弹性变形之间的关系曲线。进一步,利用所创建的模型,分析了外载荷及预紧力对导轨接触刚度的影响。 展开更多
关键词 直线滚动导轨 HERTZ接触 建模 接触刚度 理论求解
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考虑接触刚度的燃气轮机拉杆转子动力特性研究 被引量:30
12
作者 李辉光 刘恒 虞烈 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2012年第7期4-8,共5页
基于弹塑性理论对具有粗糙表面的长方微元体进行有限元接触分析,根据受力和变形关系得到不同载荷作用下的法向和切向界面接触刚度。将微元体界面接触刚度与宏观结构应力分析结果相结合,给出考虑接触刚度的组合结构动力特性研究方法,分... 基于弹塑性理论对具有粗糙表面的长方微元体进行有限元接触分析,根据受力和变形关系得到不同载荷作用下的法向和切向界面接触刚度。将微元体界面接触刚度与宏观结构应力分析结果相结合,给出考虑接触刚度的组合结构动力特性研究方法,分析压气段轮盘接触刚度对某重型燃气轮机拉杆转子固有振动频率的影响。结果表明,界面接触刚度导致转子固有频率降低,随着接触刚度的增加,其对固有频率的影响逐渐减小。接触刚度对转子各阶固有频率的影响不同,法向刚度对第一阶弯曲频率影响较大,切向刚度对第二阶弯曲频率影响较大。 展开更多
关键词 拉杆转子 接触刚度 振动频率 有限元
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大豆表观接触弹性模量的测定 被引量:25
13
作者 刘传云 张强 毛志怀 《粮食与饲料工业》 CAS 北大核心 2007年第10期12-14,共3页
利用材料性能测试机按美国农业与生物工程师协会ASAE S368.4 DEC2000(R2006)标准对大豆样品进行了压力实验,测量了加载载荷量与对应变形量的数据,运用Matlab和DPS软件对数据进行分析处理,得到大豆的表观接触弹性模量为294 MPa,24个样品... 利用材料性能测试机按美国农业与生物工程师协会ASAE S368.4 DEC2000(R2006)标准对大豆样品进行了压力实验,测量了加载载荷量与对应变形量的数据,运用Matlab和DPS软件对数据进行分析处理,得到大豆的表观接触弹性模量为294 MPa,24个样品的表观接触弹性模量值基本一致,其标准偏差为32 MPa。通过对大豆试样的力与变形量曲线分析,该曲线没有明显的屈服点。在破裂点前,力与变形基本呈线性关系。大豆样品破裂点处的平均载荷为146 N,标准偏差为24 N;平均变形量为0.62 mm,标准偏差为0.11 mm。对大豆试样的力与变形量进行回归分析,得到大豆的法向接触刚度系数值的平均值为249 kN/m,标准偏差为25 kN/m。 展开更多
关键词 大豆 表观弹性模量 接触刚度
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双螺母定位预紧滚珠丝杠副轴向接触刚度分析 被引量:24
14
作者 胡建忠 王民 +1 位作者 高相胜 昝涛 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第7期60-69,共10页
提出一种新的滚珠丝杠副刚度分析方法,建立螺母所受轴向力与滚道正压力之间的关系,分析滚道接触点处的法向变形与螺母相对于丝杠的轴向位移之间的关系。综合考虑滚珠、螺母和丝杠滚道的几何参数,将接触角、公称半径以及螺旋升角作为未知... 提出一种新的滚珠丝杠副刚度分析方法,建立螺母所受轴向力与滚道正压力之间的关系,分析滚道接触点处的法向变形与螺母相对于丝杠的轴向位移之间的关系。综合考虑滚珠、螺母和丝杠滚道的几何参数,将接触角、公称半径以及螺旋升角作为未知量,建立滚珠丝杠副接触角模型。在此基础上,根据Hertzian接触理论建立了滚珠丝杠副的轴向刚度模型,该模型综合考虑了接触角的变化与滚道正压力之间的耦合关系。根据所建立的刚度模型分别研究了单螺母滚珠丝杠副和双螺母定位预紧滚珠丝杠副的刚度特性。研究结果表明,对于几何参数相同的滚珠丝杠副,在外加轴向力较小时双螺母预紧滚珠丝杠副的刚度明显大于单螺母滚珠丝杠副,随着外加轴向力的增大它们的刚度值逐渐趋近,最后达到相同;双螺母定位预紧滚珠丝杠副的预紧力越大,初始刚度值越大。 展开更多
关键词 接触刚度 滚珠丝杠副 预紧力 接触角 赫兹接触理论
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接触非线性仿真中接触刚度因子选取的方法研究 被引量:22
15
作者 苏春峰 艾延廷 娄小宝 《沈阳航空工业学院学报》 2009年第3期5-9,共5页
接触问题分析中,接触刚度的取值是难点也是重点。目前,对于接触刚度的取值,并没有成熟的方法。利用ANSYS有限元软件对弹性环式挤压油膜阻尼器的接触行为进行了分析,从理论上研究了其接触动力学、接触条件及接触参数,特别针对接触刚度因... 接触问题分析中,接触刚度的取值是难点也是重点。目前,对于接触刚度的取值,并没有成熟的方法。利用ANSYS有限元软件对弹性环式挤压油膜阻尼器的接触行为进行了分析,从理论上研究了其接触动力学、接触条件及接触参数,特别针对接触刚度因子的取值进行研究。列举不同接触刚度取值对应的有限元计算结果并分析结果的收敛性,提出了接触刚度因子的数值递推法。该方法也可以用来分析类似的接触问题的有限元计算。 展开更多
关键词 阻尼器 接触刚度 数值递推法
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非线性接触下磁悬浮电机柔性转子系统模态分析 被引量:23
16
作者 黄梓嫄 韩邦成 周银锋 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第15期2438-2444,共7页
针对磁悬浮电机转子系统模态分析误差较大的问题,提出考虑转子组件间的非线性接触行为,基于罚函数方法通过修正优化接触刚度因子实现对电机柔性转子系统模态的精确分析。通过建立弹性支承转子–轴承系统有限元分析模型,得到了在不同的... 针对磁悬浮电机转子系统模态分析误差较大的问题,提出考虑转子组件间的非线性接触行为,基于罚函数方法通过修正优化接触刚度因子实现对电机柔性转子系统模态的精确分析。通过建立弹性支承转子–轴承系统有限元分析模型,得到了在不同的支承刚度下转子系统前10阶固有频率的仿真值及变化规律。进行模态测试实验验证,结果表明仿真分析和测试值吻合较好,并对加动平衡环后的转子系统进行固有频率的仿真,其结果的准确性在试验样机穿越临界转速时得到了验证。 展开更多
关键词 高速磁悬浮电机 柔性转子 接触刚度 弹簧刚度 模态分析
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法向接触刚度对装配体振动模态影响的研究 被引量:23
17
作者 艾延廷 翟学 +1 位作者 王志 乔永利 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2012年第6期171-174,共4页
在对装配体进行模态分析时,装配体接触面间的法向接触刚度对计算结果具有很大影响,但在实际中由于处理困难却往往被忽略。基于有限元建模方法分析了装配体接触面法向接触刚度对装配体振动模态的影响。首先,根据接触力学理论推导了法向... 在对装配体进行模态分析时,装配体接触面间的法向接触刚度对计算结果具有很大影响,但在实际中由于处理困难却往往被忽略。基于有限元建模方法分析了装配体接触面法向接触刚度对装配体振动模态的影响。首先,根据接触力学理论推导了法向接触刚度与接触表面粗糙度和接触应力之间的关系;然后,探讨了通过改变层单元弹性模量来模拟法向接触刚度的有限元建模方法;最后,通过算例分析了考虑与不考虑接触刚度时振动模态的差异。研究结果表明,考虑法向接触刚度的有限元等效模型计算结果与解析解非常接近,不考虑接触刚度的整体模型计算结果与解析解相差较大,一般超过了10%以上,且频率越低差异越大,另外振型也有明显差异。建立的有限元模型可用于研究法向接触刚度对装配体振动模态的影响。 展开更多
关键词 装配体 粗糙度 接触刚度 振动模态 层单元 等效刚度
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固定结合面刚度分形模型 被引量:22
18
作者 温淑花 张宗阳 +3 位作者 张学良 兰国生 丁红钦 王南山 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第2期255-260,共6页
基于粗糙表面统计学参数与表面轮廓分形参数之间的关系,给出了结合面等效粗糙表面轮廓分形参数的计算方法;在此基础上,提出了结合面切向接触刚度的修正分形模型;为验证模型的正确有效性,将固定结合面等效为若干个法向和切向接触弹簧单元... 基于粗糙表面统计学参数与表面轮廓分形参数之间的关系,给出了结合面等效粗糙表面轮廓分形参数的计算方法;在此基础上,提出了结合面切向接触刚度的修正分形模型;为验证模型的正确有效性,将固定结合面等效为若干个法向和切向接触弹簧单元,其刚度通过相应的接触刚度模型进行计算,进而对文献[9]的结合面实验装置——哑铃模型进行了有限元建模及模态分析,间接证明了接触刚度的正确有效性,并探讨了等效接触弹簧单元的刚度、数量对有限元建模精度的影响。此外,对文献[8]的实验模型进行了有限元建模及谐响应分析,并对实验模型的实测、柔性连接仿真与刚性连接仿真频响曲线进行了对比,进一步证实了在仿真建模过程中考虑结合面接触刚度的必要性。 展开更多
关键词 结合面 分形模型 接触刚度 模态分析 频响函数
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考虑微凸体相互作用的机械结合面接触刚度模型 被引量:22
19
作者 田小龙 王雯 +4 位作者 傅卫平 高志强 娄雷亭 吴洁蓓 李鹏阳 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第17期149-159,共11页
为准确预测两粗糙表面的接触刚度,围绕考虑微凸体间发生相互作用时的法向结合面接触问题展开研究。基于圣维南原理和勒夫方程,建立微凸体相互作用所引起的局部变形量与局部接触载荷、两表面间压强、材料属性参数之间的函数关系;将其代... 为准确预测两粗糙表面的接触刚度,围绕考虑微凸体间发生相互作用时的法向结合面接触问题展开研究。基于圣维南原理和勒夫方程,建立微凸体相互作用所引起的局部变形量与局部接触载荷、两表面间压强、材料属性参数之间的函数关系;将其代入KE弹塑性接触模型中,建立考虑微凸体相互作用的KE接触刚度模型,并提出数值迭代方法进行求解;之后,分析在不同塑性指数下微凸体相互作用对接触载荷、面积、刚度间关系产生的影响规律,并给出考虑微凸体相互作用的KE及ZMC模型接触刚度对比。研究表明:微凸体相互作用对于两表面间平均距离与接触载荷的关系有着明显的影响,这使得真实接触面积与接触刚度与原未考虑微凸体相互作用的KE模型有明显差异,且随着塑性指数的增大,差异随之变小。最后,通过试验对考虑与未考虑微凸体相互作用的KE及ZMC模型接触刚度计算结果进行验证,试验对比分析表明:建立的考虑微凸体相互作用的KE接触刚度模型更加贴近试验结果。 展开更多
关键词 机械结合面 微凸体 相互作用 接触刚度 KE模型
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用实验模态与有限元方法识别结合面接触刚度的方法 被引量:15
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作者 张学玲 唐毅 徐燕申 《组合机床与自动化加工技术》 2005年第11期56-58,60,共4页
基于结合面微观结构特征,在ANSYS平台上建立了结合面有限元模型;提出一种有限元建模的理论模态分析与实验模态分析结合的结合面参数识别方法,并对结合面接触刚度的识别进行了实验验证,证明该方法简单有效。
关键词 结合面 接触刚度 模态 有限元
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