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干摩擦对机械振动特性影响分析

作　者: 魏井福
导　师: 张小龙
学　校: 西安建筑科技大学
专　业: 机械设计及理论
关键词: 干摩擦库仑摩擦机械振动特性振动响应
分类号: TH113.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

摩擦现象广泛存在于机械运动中,不仅影响机械的寿命、精度和工作效率,还会对机械的动态特性产生较大的影响。当机械系统振动时,摩擦力作为阻尼的一种处处发挥着吸收振动能量消减振动的作用,但是在常见的机械振动系统研究分析中却常被忽略,或被粘性阻尼所替代,使研究结果不能真实反映事实。实际上,由于摩擦具有明显的非线性特性(由静摩擦变为动摩擦及机械运动方向改变时摩擦力方向随之改变),使系统的动态行为变得难以预测。本论文考虑摩擦的非线性特性,研究其对机械振动特性的影响,对工程实际应用起到理论指导作用。本论文所做的工作主要包括以下几点：1.简述了干摩擦系统的研究意义；综述了摩擦理论的发展过程以及对摩擦理论研究具有重要意义的几种摩擦理论模型；在做了大量的文献查阅和阅读之后,介绍了干摩擦系统研究的现状与取得的成果。2.简述了由干摩擦引起自激振动的概念,并分别用线性化分析和能量分析的方式阐述了自激振动发生的过程。3.分别从理论分析、数值计算的角度求出库仑摩擦作用下自由振动的运动特性,并用平均法对其进行非线性分析,求出振动响应解析解,最终将数值计算结果和解析解进行比较。4.利用MATLAB进行数值计算,得出含库仑摩擦振动系统在谐波激振力作用下的响应曲线,并对响应进行幅频特性分析。通过对含库仑摩擦振动系统在谐波激振力作用下的线性等效力学分析以及非线性动力学分析,最终求出响应的近似解析解。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-8
1 绪论  8-20
  1.1 选题的意义  8-9
  1.2 摩擦理论简介  9-16
    1.2.1 摩擦理论发展过程  9-11
    1.2.2 摩擦学概述  11-13
    1.2.3 摩擦理论模型简介  13-16
  1.3 国内外研究进展  16-18
  1.4 本论文的主要内容  18-20
2 干摩擦引起的自激振动  20-24
  2.1 引言  20
  2.2 自激振动的线性化分析  20-23
  2.3 自激振动时的能量分析  23-24
3 库仑摩擦对自由振动特性的影响  24-38
  3.1 引言  24-25
  3.2 具有库仑摩擦的自由振动  25-33
    3.2.1 线性理论分析库仑摩擦作用下的自由振动特性  25-30
    3.2.2 数值计算库仑摩擦作用下的自由振动特性  30-33
  3.3 库仑摩擦作用下自由振动的非线性分析  33-38
    3.3.1 利用平均法非线性分析  33-36
    3.3.2 对比解析结果与数值计算结果  36-38
4 库仑摩擦对强迫振动特性的影响  38-52
  4.1 数学模型及数值计算  38-45
    4.1.1 库仑摩擦下强迫振动的数学模型  38-39
    4.1.2 数值计算  39-45
    4.1.3 数值计算结论  45
  4.2 线性等效力学分析(摩擦力较小时)  45-48
    4.2.1 利用线性等效力学近似分析  45-47
    4.2.2 与数值计算结果比较  47-48
  4.3 非线性动力学分析  48-52
    4.3.1 利用平均法进行动力学分析  48-50
    4.3.2 与线性等效力学分析结果比较  50-52
5 结论与展望  52-54
  5.1 主要结论  52
  5.2 研究展望  52-54
致谢  54-55
参考文献  55-60
附录:攻读硕士学位期间拟发表的学术论文  60

干摩擦对机械振动特性影响分析

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