一种装配结合面法向接触阻尼多尺度快速预测方法技术

本发明专利技术公开了一种装配结合面法向接触阻尼多尺度快速预测方法，步骤1实测三维粗糙表面形貌分割：结合面表面高度信息获取，高度信息灰度化和增强处理，粗糙峰区域划分，无峰区域合并；步骤2表面粗糙峰拟合：粗糙峰函数表示，粗糙峰间距，粗糙峰接触点处的单位法向量；步骤3结合面单对粗糙峰接触弹性应变能、塑性应变能计算：粗糙峰接触判断，粗糙峰接触点求解，计算结合面单对粗糙峰弹性应变能、塑性应变能；步骤4结合面法向接触阻尼计算：总接触弹性应变能，总接触塑性应变能，结合面法向阻尼计算。由于结合面的封闭性，本发明专利技术可以为机械系统动态性能的预测提供阻尼性能参数，为机械系统装配工艺设计提供技术支撑。

【技术实现步骤摘要】
一种装配结合面法向接触阻尼多尺度快速预测方法
本专利技术属于机械装备领域，涉及一种装配结合面法向接触阻尼多尺度快速预测方法。
技术介绍
装配结合面大量存在于航天、航空、机床、汽车、船舶等复杂精密机械系统之中，并破坏了原有材料和结构的连续性，因此结合面接触特性(阻尼、电阻、热阻和刚度等)在很大程度上影响着机械系统整机动静态性能。装配结合面接触阻尼是整机动态特性预测模型的核心参数之一，直接影响着整机的动态性能。对于由刚性零件组成的结构系统，其总阻尼的90％以上来源于结合面阻尼，和构成结合面刚性零件本身的阻尼相比，结合面阻尼占有绝对优势，是机械结构整体阻尼的重要组成部分和薄弱环节。因此，在机械系统动力学分析和动态设计过程中，要建立准确的动力学模型，就必须考虑结合面接触阻尼特性。一直以来结合面接触阻尼的科学有效预测和计算是机械系统设计、制造与装配环节面临的关键难题之一。由于机械系统中结合面的封闭性，以及工程表面在任意尺度下的粗糙性和随机性，使得结合面的微观作用机理极其复杂，因此最终结合面接触阻尼具有强非线性和多尺度特性，这就使得快速准确构建结合面接触阻尼计算模型变得尤为困难。主要存在以下问题本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种装配结合面法向接触阻尼多尺度快速预测方法，其特征在于，包括以下步骤：1)实测三维粗糙表面形貌分割；2)表面粗糙峰拟合；3)计算结合面单对粗糙峰接触弹性应变能、塑性应变能；4)计算结合面法向接触阻尼。

【技术特征摘要】
1.一种装配结合面法向接触阻尼多尺度快速预测方法，其特征在于，包括以下步骤：1)实测三维粗糙表面形貌分割；2)表面粗糙峰拟合；3)计算结合面单对粗糙峰接触弹性应变能、塑性应变能；4)计算结合面法向接触阻尼。2.根据权利要求1所述的装配结合面法向接触阻尼多尺度快速预测方法，其特征在于，步骤1)实测三维粗糙表面形貌分割的具体方法如下：1.1)结合面表面高度信息获取：采用触针式轮廓仪或者光学干涉仪测得结合面三维粗糙形貌，将形貌数据导入到Matlab软件中，利用小波滤波除去表面的高频噪声信号，得到表面高度信息；1.2)高度信息灰度化和增强处理：将高度信息转化为灰度信息，使得最大高度对应灰度值纯白，最小高度对应灰度值纯黑，对表面灰度值信息进行求补运算，同时增强对比度；1.3)粗糙峰区域划分：基于Motif理论，采用分水岭分割算法对表面高度灰度图像分割为不同的区域，形成包含有不同粗糙峰区域的表面形貌；1.4)无峰区域合并：采用八点法来判断并将其与相邻区域进行合并，进而保证被分割的每个区域都包含有效粗糙峰。3.根据权利要求1所述的装配结合面法向接触阻尼多尺度快速预测方法，其特征在于，步骤2)表面粗糙峰拟合的具体方法如下：2.1)粗糙峰函数表示：结合面上下表面每个分割区域采用二元三次函数进行拟合，假定xoy平面平行于机械结合面的宏观接触表面，oz方向为两结合面的法线方向，两个接触面的峰值区域内拟合峰值分别为：式中，fi(x,y),gi(x,y)分别为结合面上下表面分割粗糙峰区域Mi,Ni内表面高度信息，x,y为分割区域内离散点的横纵坐标，a,b,c,d分别为常数项和高次项系数；2.2)粗糙峰间距：结合面上下粗糙表面接触，接触过程中粗糙峰区域的接触间距表示为：dij＝fi(x,y)+gj(x,y)-δij(2)式中，δij为粗糙峰对接触变形量；2.3...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱林波，陈剑，张进华，洪军，张早校，盛晓茜，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61