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振动与冲击

第43卷第8期JOURNALOFVIBRATIONANDSHOCKVol.43No.82024

基于勒让德-扫描法的机械结合部法向接触刚度区间分析

刘勇，渠杰，张青，王大伟，闫方超

（1．中国民航大学航空工程学院，天津300300；

2.天津布尔科技有限公司，天津200392)

摘要：由于机械结合部实际接触时存在诸多不确定因素，利用传统接触刚度模型对机械结合部进行分析时，难

以确定其法向接触刚度的合理区间。为此,将微凸体曲率半径、分布密度和微凸体高度方差视为不确定性参数,基于KE

弹塑性接触刚度模型和勒让德-扫描法，建立结合部法向接触刚度区间模型并进行求解。通过与接触刚度试验数据及传

统模型求解结果的对比,验证了该模型的有效性和准确性。基于该模型对结合部法向接触刚度进行分析,结果表明：勒让

德-扫描法具有较高的求解精度，粗糙表面形貌参数不确定性对于结合部法向接触刚度有着明显影响，且随着无量纲接触

距离的减小,影响程度逐渐增加,其中微凸体高度方差的不确定性对粗糙表面法向接触刚度影响程度最大。机械结合部

法向接触刚度区间模型的建立与分析，可为结合部的研究提供参考。

关键词：航空发动机；不确定性；法向接触刚度；勒让德多项式；扫描法

中图分类号：0343.3文献标志码：AD01:10.13465/j.cnki.jvs.2024.08.008

Intervalanalysisfornormalcontactstiffnessofmechanicaljointsurface

basedontheLegendre-scanningmethod

LIUYong,QUJie,ZHANGQing,WANGDawei,YANFangchao?

(1.CollegeofAeronauticalEngineering,CivilAviationUniversityofChina,Tianjin300300,China;

2.TianjinBoolTechnologyCo.,Ltd.,Tianjin200392,China)

Abstract:Anintervalmodelwasestablishedtoanalyzethenormalcontactstiffnessofamechanicaljoint.The

modelconsidersuncertainparameterssuchasasperityradiusofcurvature,distributiondensity,andasperityheight

variance.Toaddressthelimitationsoftraditionalcontactstiffnessmodelsindeterminingthereasonablerangeofnormal

contactstiffness,theKEelastic-plasticcontactstiffnessmodelandLegendrepolynomialswereutilized.Themodelwas

validatedbycomparingitwithcontactstiffnesstestdataandtraditionalmodelsolutionresults.Thefeasibilityandaccuracy

oftheLegendre-scanningmethodwereprovedbytheresults.Resultsshowthattheroughsurfaceto