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粗糙面阻尼接触模型在静叶调节机构干摩擦副中的应用

航空压气机的静叶调节机构（VSV）通过调节叶片与气流的攻角，控制气压平衡，防止压气机喘振^[1]。频繁的调节过程使叶片销轴和衬套之间磨损累积、间隙扩大，导致VSV调整精度降低。针对静叶调节机构的摩擦动力学研究存在两个难点：一是该机构是典型的空间机构，动力学建模复杂^[2]；二是销轴和衬套属于共形干接触摩擦副，计算接触力时应考虑粗糙表面之间的接触阻尼效应^[3]。针对这两个难点，本研究建立了VSV的空间摩擦动力学模型，并提出了一种粗糙表面阻尼接触（RSDC）模型。仿真结果表明，干摩擦副之间的接触阻尼非常重要，不能忽略，否则计算过程将不会收敛，这与存在润滑剂的情况有很大不同。在VSV的摩擦动力学仿真中，阻尼效应在确保稳定性方面发挥作用。销轴和衬套的间隙会影响阻尼力和刚性力的分配、调节精度以及磨损。



参考文献：

[1]   YU J, SUN J, JI F, et al. Motion analysis and optimization of jointly adjusting mechanism of aero-engine stator vane [J]. Journal of Aerospace Power, 2019, 34(6): 1193-1200.

[2]   TANG Y, GUO W. Global Dimensional Optimization for the Design of Adjusting Mechanism of Variable Stator Vanes [J]. Journal of Mechanical Engineering, 2020, 56(11): 26-36.

[3]   XIANG W, YAN S. Dynamic analysis of space robot manipulator considering clearance joint and parameter uncertainty: Modeling, analysis and quantification [J]. Acta Astronautica, 2020, 169:158-169.