摘要：大地的表面形貌是影响可控震源振动器平板与大地之间接触性质的因素之一。为了掌握大地表面参数对可控震源振动器平板大地接触系统接触性质及振动特性的影响规律,基于分形理论建立了三维粗糙大地表面形貌,构建了振动器平板大地接触模型,得到了不同大地表面形貌及材料参数下振动器平板与大地之间的接触力变形曲线;建立了振动器平板大地接触振动动力学方程,并计算了振动器平板的位移响应以及能量传递。结果表明:振动器平板与大地之间接触力的非线性随大地表面粗糙度的增大而增大,振动器平板大地接触系统的固有频率随大地表面粗糙度的增大而减小;粗糙表面的接触模型中振动器平板每一周期向大地传递的能量随时间的增大而减小。同时,大地表面材料参数的非线性也会影响平板大地接触系统的振动响应和能量传递。由此可知,大地表面的粗糙度和材料的非线性是限制可控震源高频输出的重要原因。研究结果将为可控震源的优化和高频拓展提供参考。

关键词：可控震源 粗糙接触 振动响应 能量传递 

单位：西南石油大学机电工程学院; 四川成都610500