李玲　蔡安江　阮晓光　周彦飞

摘要：为在图纸设计阶段准确获取数控机床关键功能部件中栓接结合部的动态特性，综合考虑结合面和螺栓两部分因素，运用WM函数和功率谱函数表征表面微观形貌特征，利用统计学方法和Mindlin理论建立结合面刚度模型，最终建立栓接结合部法向与切向刚度模型，根据模态试验与有限元法对比验证所建模型的正确性。通过分析表面粗糙度、法向载荷和栓接结合部刚度之间的关系，结果表明；法向载荷的大小影响结合面微观形貌特性，载荷越大，真实接触面积越大，表面粗糙度越小；在相同法向载荷下，表面粗糙度越小，栓接结合部的刚度越大；栓接结合部的刚度随着法向载荷的增加而递增，其速率是先快后慢，且相互之间呈现明显的非线性关系，但当载荷较小时，栓接结合部的法向刚度与法向载荷呈线性关系，可采用线性化方法获取栓接结合部的动态特性。

关键词：栓接结合部；微观表征；结合面刚度；螺栓刚度

中图分类号：THll3.1；TBl23

文献标志码：A

文章编号：1004-4523（2017）01-0001-08

DOI：10.16385/j.cnki.issn.1004-4523.2017.01.001

引言

栓接结合部是数控机床结构件相互连接的主要形式，具有多尺度、较高的集中力和复杂的外载荷等特点。由于栓接结合部的力学特性受结合面的微观特征、连接件的材料特性、螺栓预紧力等多因素影响，表现为复杂的力学行为。为满足重型数控机床高精度、高可靠性、复合化与智能化发展的需求，使得对栓接结合部接触机理及其力学行为研究尤为迫切，已成为中国重型数控机床制造业向高端发展过程中一个亟待研究和解决的重要基础问题。……