考虑粗糙结合面的摩擦连接建模与动力学研究

文章基于Kragelsky-Demkin接触理论推导出粗糙结合面上的临界摩擦力分布,并结合Iwan迟滞非线性模型建立了一种能够描述粗糙结合面切向上非线性动力学行为的摩擦连接结构力学模型;针对结构运动呈分段线性的特点对运动进行逐段求解,结合运动在各段边界处的连续性条件,由Runge-Kutta法得到运动在整个时域的响应,并探究了激励幅值、Jenkins单元数量和接触界面粗糙度对动力学行为的影响。结果表明:建立的模型能够在考虑界面粗糙度的情况下描述界面非线性动力学的行为特征;随着外界激励幅值的增加,接触面发生滑移,结构固有频率降低,摩擦能耗所占比重上升;结构滑移量较小时,用较多数量的Jenkins单元可以获得更加精确的力学行为描述;界面粗糙度参数增大时,结构发生滑移的概率降低,单位周期的能量耗散也降低。