申请/专利权人：武汉大学

申请日：2022-04-19

公开（公告）日：2024-07-05

公开（公告）号：CN114722677B

主分类号：G06F30/23

分类号：G06F30/23;G06F119/14

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.07.05#授权;2022.07.26#实质审查的生效;2022.07.08#公开

摘要：本发明提供一种法向和切向载荷耦合作用下栓接结构固有频率的计算方法，包括步骤S1、根据栓接结构所受的法向载荷计算所有微凸体中的最大接触面积，获取接触变形下，单个微凸体的法向接触刚度、切向接触刚度与静摩擦力；步骤S2、计算栓接结构的法向接触刚度、切向接触刚度、静摩擦力与栓接结构的实际接触面积；步骤S3、将栓接结构的接触界面等效为虚拟薄层，计算法向载荷和切向载荷共同作用下虚拟薄层的属性参数；步骤S4、基于虚拟薄层属性参数建立接触面等效有限元模型，进行模态分析，得到不同法向载荷和切向载荷耦合作用下具有粗糙接触界面的栓接结构各阶固有频率，能够精确计算法向和切向载荷耦合作用下栓接结构的固有频率。

主权项：1.一种法向和切向载荷耦合作用下栓接结构固有频率的计算方法，其特征在于，包括：步骤S1、提供栓接结构，获取栓接结构的法向载荷和切向载荷，根据栓接结构所受的法向载荷计算所有微凸体中，单个微凸体的最大接触面积，获取接触变形下，单个微凸体的法向接触刚度、单个微凸体的切向接触刚度与单个微凸体的静摩擦力间的相关关系；步骤S2、基于分形理论计算栓接结构在法向载荷和切向载荷共同作用下的栓接结构的法向接触刚度、栓接结构的切向接触刚度、栓接结构的静摩擦力与栓接结构的实际接触面积；栓接结构的法向接触刚度Kn为： 式中，kn为单个微凸体的法向接触刚度，na’为微接触尺寸分布函数，D为分形维数，Ψ为域扩展因子，Ψ与D的关系由Ψ2-D2-1+Ψ-D2D-2D＝2-DD确定，E’为等效弹性模量，ac为单个微凸体的临界接触面积，al为单个微凸体的最大接触面积，单个微凸体的临界截面积ac，与单个微凸体的临界接触面积ac的关系为ac，＝2ac，单个微凸体的最大接触面积al与单个微凸体的最大接触截面积al’的关系为al’＝2al；栓接结构的静摩擦力Q为： 式中，q为单个微凸体上的静摩擦力，σs为相应材料的屈服强度，γ为缩放因子，γ＝1.5，υ为虚拟薄层的泊松比；栓接结构的切向接触刚度Kt为： 式中，kt为单个微凸体的切向接触刚度，等效剪切模量G’由G’＝[2-v1G1+2-v2G2]-1确定，G1、G2为材料的剪切模量，比例系数β定义为β＝ftfn＝FtFn，μ为界面间的摩擦系数，Ft为切向载荷；栓接结构的实际接触面积Ar为： 步骤S3、将栓接结构的接触界面等效为虚拟薄层，计算法向载荷和切向载荷共同作用下虚拟薄层的属性参数，包括弹性模量、泊松比、密度与厚度；步骤S4、基于虚拟薄层属性参数建立接触面等效有限元模型，进行模态分析，得到不同法向载荷和切向载荷耦合作用下具有粗糙接触界面的栓接结构各阶固有频率。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 武汉大学 一种法向和切向载荷耦合作用下栓接结构固有频率的计算方法

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