【摘要】：工程應(yīng)用中接觸界面法向剛度的檢測一般采用超聲法和圖像法,但是采用不同檢測方法對結(jié)果的影響并未深入研究。設(shè)計并搭建了一套能同時進(jìn)行接觸界面法向剛度超聲和圖像測量的實驗平臺,實驗結(jié)果表明圖像法檢測剛度結(jié)果低于超聲法,更接近于仿真結(jié)果。從實驗原理上分析了不同檢測方法對結(jié)果的影響,更深入地分析了接觸界面測量機(jī)理,為工程應(yīng)用中結(jié)合實際工況選用合適的檢測方法提供參考。
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1法向界面接觸剛度測量原理1．1超聲法測量原理超聲波從一種介質(zhì)垂直進(jìn)入另一種不同材料的介質(zhì)的時候，會發(fā)生不同程度的界面反射［14］。反射波的振幅與入射波的振幅比，被定義為反射率Ｒ。圖1超聲彈簧模型Fig．1Ultrasonicspringmodel當(dāng)兩個粗糙面對壓時，超聲反射率Ｒ取決于單位面積的接觸剛度和材料聲阻抗。超聲激勵在接觸界面處產(chǎn)生埃米級的振動并反映到反射波中。BAIK等［15］給出了此種情況的超聲反射率計算公式Ｒ12=Z1－Z2+iω(Z1Z2/K)Z1+Z2+iω(Z1Z2/K)(1)式中:w是超聲波頻率，K為法向接觸剛度，Z為材料的聲阻抗。當(dāng)上下接觸體為同種材料時，，由式(1)得到簡化的反射率計算公式如下:Ｒ=11+2Kω()i醃(2)由此可得到表面接觸剛度的計算公式:K=Zω21Ｒ2－i

本文編號：2569315