郭嘉楠， 何 鹏， 刘占生， 黄洪雁

(哈尔滨工业大学 能源学院动力机械振动与噪声控制技术研究所， 哈尔滨 150000)

旋转铰接在航空航天、机械制造等领域中有广泛应用。由于加工精度、装配公差以及磨损等因素，导致机构中旋转铰的运动副间隙无法避免。运动副间隙会降低机构的精度，同时由间隙引起的冲击载荷会导致机构呈现非线性振动特征，影响机构的可靠性。随着现代工业对机构运动精度要求的提高，含间隙的机构动力学已经成为精密机械以及航空航天领域里的亟待解决的问题之一。

对于间隙机构动力学的研究，国内外学者在机构动力学分析方面做了大量工作[1-5]，并取得了显著的成果。阎绍泽等[6]归纳整理了国内外关于含有间隙的运动副和机构的动力学研究成果，着重分析了目前各种间隙接触碰撞模型的适用范围，讨论了三维间隙的接触形式，并针对旋转副间由间隙导致的润滑和磨损问题进行了总结，对含间隙的机械系统动力学研究存在的问题进行了展望。非线性碰撞力建模的准确性对间隙机构动力学研究是至关重要的。碰撞速度、材料属性和接触面形貌等因素都会对非线性碰撞力模型产生较大影响。Greenwood等[7]提出了粗糙表面的统计学接触力模型(G-W接触模型)，将宏观的接触面问题转化为单个微凸体的接触。Kadin等[8]通过引入能量耗散因素改进了塑性指数，相比于传统的G-W塑性指数，改进的模型能够考虑塑性变形带来的能量耗散，使得接触力模型更加准确。……