Экспериментальное исследование влияния усилия затяжки болтов на резонансные частоты консольно закрепленной балки

Вибрации, возникающие в процессе обработки деталей, оказывают существенное влияние на точность технологических машин. При имитации динамического поведения машины подходы, основанные на упрощенном моделировании деталей и узлов, не дают достоверных результатов, так как предусматривают контакт идеально гладких поверхностей, а детальное моделирование контактного слоя требует больших вычислительных затрат и трудноосуществимо для большинства расчетных задач машиностроения. В связи с этим наибольшее распространение нашел подход, базирующийся на моделировании контактного слоя как третьего тела, параметры которого зависят от многих факторов, в частности от давления в этом слое. Приведены результаты экспериментов по определению влияния усилия затяжки болтов резьбового соединения на резонансные частоты образца, состоящего из основания и балки, консольно закрепленной на нем. Исследования выполнены исходя из предположения о нелинейной зависимости податливости контактного слоя от контактного давления. Получены зависимости резонансной частоты от усилия затяжки для различных площадей контакта.

Литература

[1] Колоскова А.В., Киселев И.А., Иванов И.И. Моделирование динамики процесса точения с учетом податливости обрабатываемой детали. Интернет-журнал «Науковеде¬ние», 2017, т. 9, № 2, 70 c. URL: https://naukovedenie.ru/PDF/36TVN217.pdf (дата обращения 15 апреля 2018).

[2] Ito Y. Modular design for machine tools. New York, McGraw Hill Professional, 2008. 504 p.

[3] Guo T., Li L., Cai L., Zhao Y. Alternative method for identification of the dynamic properties of bolted joints. Journal of Mechanical Science and Technology, 2012, no. 26 (10), pp. 3017–3027.

[4] Ahmadian H., Jalali H. Identification of bolted lap joints parameters in assembled structures. Mechanical Systems and Signal Processing, 2007, no. 21, pp. 1041–1050.

[5] Соколов А.П., Щетинин В.Н., Першин А.Ю., Сапелкин А.С. Реверсивная многомасштабная гомогенизация физико-механических характеристик гетерогенных механических сред с использованием графоориентированного программного подхода. Композиты и наноструктуры, 2017, т. 9, № 3–4(35–36), с. 142–155.

[6] Щетинин В.Н., Соколов А.П. Решение задачи идентификации упругих характеристик компонент изотропных композитных материалов. Матер. ХХ Юбилейной междунар. конф. по вычислительной механике и современным прикладным системам, Алушта, 24–31 мая, Москва, Изд-во МАИ, 2017, с. 665–666.

[7] Левина З.М., Решетов Д.Н. Контактная жесткость машин. Москва, Машиностроение, 1971. 264 с.

[8] Рыжов Э.В. Контактная жесткость деталей машин. Москва, Машиностроение, 1966. 196 с.

[9] Иванов А.С., Измайлов В.В. Расчет контактной деформации при конструировании машин. Трение и смазка в машинах и механизмах, 2006, № 8, с. 3–10.

[10] Иванов А.С. Нормальная, угловая и касательная контактные жесткости плоского стыка. Вестник машиностроения, 2007, № 7, с. 34–37.

[11] Иванов А.С., Руднев С.К., Ермолаев М.М. Исследования и расчет собственных частот колебаний резьбовых соединений. Современное машиностроение. Наука и образование, 2014, № 4, с. 425–432.

[12] Ermolaev M.M. Taking account of the contact-layer pliability in end clip design. Russian engineering reserch, 2016, vol. 36, no. 5, pp. 355–359.

[13] Бидерман В.Л. Теория механических колебаний. Москва, Ленанд, 2017. 416 с.

[14] Воронов С.А., Киселев И.А. Нелинейные задачи динамики процессов резания. Машиностроение и инженерное образование, 2017, № 2(51), с. 9–23.

[15] Nikolaev S., Voronov S., Kiselev I. Estimation of damping model correctness using experimental modal analysis. Vibroengineering Procedia, 2014, vol. 3, pp. 50–54.

[16] Ewins D.J. Modal testing: theory, practice and application. John Wiley & Sons, 2009. 576 p.

[17] Дунаев П.Ф., Леликов О.П. Конструирование узлов и деталей машин. Москва, МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2017. 569 с.

[18] Ряховский О.А., ред. Детали машин. Москва, Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2014. 472 с.