Использование вероятностной застежки-липучки в качестве фрикциона.

Jun 18, 2023

Том 12 научных докладов, номер статьи: 19399 (2022 г.) Цитировать эту статью

713 Доступов

Подробности о метриках

Вероятностные застежки — это биологические зажимные устройства, которые сцеплены между собой стержнями на каждой поверхности. Из-за динамических характеристик крепежного механизма в вибрирующей среде между штоками неизбежно возникает трение. В этом исследовании было исследовано использование вероятностного крепежа в качестве компонента снижения вибрации с преимуществами демпфирования, вызванного трением. Динамическая жесткость и коэффициент потерь вероятностного крепежа были получены на основе вибрационного взаимодействия с механической конструкцией. Это позволило определить рассеяние энергии из-за трения в крючке и петле на основе анализа распространения волн. По мере увеличения амплитуды вибрации коэффициент потерь крепежа постепенно увеличивался, поскольку увеличивалось трение между несколькими стержнями. При применении вероятностного крепежа возникновение и передача вибрации были снижены по сравнению с болтовым соединением за счет присущих фрикционных контактов. Благодаря этому уникальному преимуществу вероятностный крепеж имеет потенциальное применение, когда требуется большое демпфирование, с дополнительным преимуществом за счет снижения веса.

Требования к снижению шума и вибрации растут для повышения производительности механических систем, таких как электронные приборы и автомобили. Снижение ненужной вибрации является важным фактором проектирования для проверки долговечности, точности и качественной работы системы машины. Энергия вибрации передается от рабочих компонентов, включая двигатели, двигатели и компрессоры, через крепежные детали в окружающую среду. Крепежи в собранных конструкциях снижают передачу вибрации и предотвращают гудение, скрип и дребезжание (BSR). Шум BSR генерируется за счет фрикционных контактов между соседними компонентами1. Анализ передачи энергии изгибных волн необходим для анализа влияния соединений на поведение вибрации2. Волновой подход рассматривал несколько комбинаций глубины ребер и расстояния между болтами. Внутритранспортный шум измерялся при движении поездов с разной скоростью по одному и тому же небалластированному участку пути, оборудованному двумя типами рельсовых скреплений3. По жесткости рельсовых скреплений спектры внутреннего шума показали полосу частот генерации воздушного и структурного шума. Чтобы предотвратить шум BSR, было предложено несколько эффективных методов проектирования4. Были рекомендованы крепления вдоль поверхности обшивки и гибридные системы крепления, включающие как несущие, так и ненесущие соединения.

Болты с резьбой широко используются благодаря нескольким преимуществам, таким как простота эксплуатации, низкая стоимость и высокая прочность на разрыв. Болтовые крепления теряют свою зажимную силу из-за самоотвинчивания, особенно при воздействии поперечных возбуждений5. Ослабление болта приводит к разрушению шарнирных соединений. Важно повысить надежность болта за счет предотвращения его самоотвинчивания6. Тох и др.7 оценили силу зажима болта в нижнем рычаге автомобиля по резонансной частоте вибрации. Динамическую жесткость болтового соединения оценивали в слоистых композитах с помощью анализа распространения изгибных волн8. Для повышения эффективности снижения вибрации болтовых соединений был использован вязкоупругий демпфирующий материал9.

В последнее время традиционные методы крепления были заменены клеевыми. Преимуществом клеевого соединения является минимальная деформация детали по сравнению со сварными деталями10. Клеевое соединение обеспечивает повышенную жесткость по сравнению с обычными крепежными деталями или точечной сваркой, поскольку оно создает непрерывное соединение, а не локальные точечные контакты. В результате в крепеже11 возникли напряжения, равномерно распределенные по большой площади. Клей продемонстрировал хорошие характеристики поглощения энергии и обеспечил эффективное гашение шума и вибрации12. Благодаря преимуществам применения в композитных конструкциях область применения клеевого соединения быстро расширяется. Клеевое соединение имеет ограниченное применение в системах, требующих повторной сборки.