2.4.2固定结合面等效力学模型在装配体结构分析中，为结合部建立合理的等效力学模型是决定有限元模型能否 真实反映实际结构力学特性的关键步骤之一。本课题中，立柱与床身通过螺栓连接，属于固定结合面。而对于固定结合面，通常使用接触单元法、自定义虚拟介质层法或 线性弹簧一阻尼单元法建立结合部的力学模型。1) 接触单元法在结合面处建立接触对，属于非线性分析，需要设置接触刚度。由 于在ANSYS模态分析过程中忽略模型的非线性行为[26],故此方法不适用于模态分 析。2) 虚拟介质层法假定结合面上各点均匀接触，并且所有的接触点具有相同力学性 质，在结合面间建立虚拟介质层模拟结合部，如图2.10所示。在构件A、B间建立虚 拟的介质层，各构件与介质层的连接视为刚性连接，而结合面的力学性能用虚拟介质 层的材料常数来模拟[27]。使用该方法建模需要确定介质层的厚度、刚度等特性参数。3) 弹簧一阻尼单元法依据结合部表现出既有弹性又有阻尼，既储存能量又消耗能 量的“柔性结合”本质特性，用若干组弹簧、阻尼器将两个子结构连接起来，如图 2.11所示。该方法是目前最成熟、应用最广泛的方法，只要合理确定结合部弹簧一阻尼单元 的数量、布置方式以及特性参数，可较真实地反映原结合部的力学特性。如图2.12(a)所示固定结合面，构件A受正向作用力P,作用力通过结合面传递到 构件B。由于结合面面积较大，可忽略连接点之间产生的相对转角，且结合面之间没 有剪切作用力，因此只需用一组沿作用力方向的等效弹簧一阻尼单元即可模拟结合面 的动力学特性，如图2.12(b)所示。使用弹簧一阻尼单元等效后的结合面可视为山构件A、B以及结合部J三部分组 成， 其中，C,、C2、…、为结合面上对应各对连接点间的阻尼；&、&、…、^则为结合面上对应各对接点间的刚度。当结构所受载荷的形式、方向比较复杂时，结合面存在多个方向的自由度，每个 方向的自由度都要采用一组连接单元，即对应两连接点间通过多组弹簧一阻尼单元连 接。此时c,、c2、…、s、^、^、…、^均为对角阵，其对角元素分别为两连接点 间各弹簧一阻尼单元的阻尼和刚度。假设第i对连接点间在X、y、z三个方向上分别用 —组弹簧-阻尼单元连接，各向刚度和阻尼分别为Q、cv、c;、夂、&、夂，则该对 连接点的阻尼和刚度矩阵分别为：使用弹簧一阻尼单元建立结合面力学模型需要合理确定连接的数量与位置，布置 结合部连接点时应注意：1) 面积较大的结合面可简化为多行、多点连接的形式，且行数、每行连接点数应 根据结合面的大小、形状、刚度、边界条件等因素合理确定。连接点数量过少容易造 成结合面的局部分离，太多则会引入不必要的高阶模态；2) 各连接点的自由度数应根据结合部的结构形式、外载荷的特点以及几何边界条 件等因素合理确定。本文采摘自“SGM50A卧式加工中心关键结构件结构分析与动态优化”，因为编辑困难导致有些函数、表格、图片、内容无法显示，有需要者可以在网络中查找wnsr888手机版相关的文章！本文由海天精工整理发表文章均来自网络仅供学习参考，转载请注明！
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