螺栓聯(lián)接建模及其接觸剛度辨識方法的研究.pdf

1、螺栓聯(lián)接受很多不確定因素影響，表現(xiàn)為一個復(fù)雜的非線性問題。目前對聯(lián)接面模型的描述通常采用剛度和阻尼兩個參數(shù)或者通過無阻尼等效剛度進(jìn)行描述，而聯(lián)接剛度是描述結(jié)合面特性的一個重要參數(shù)。螺栓聯(lián)接結(jié)構(gòu)在振動條件下，受交變載荷的作用，其不確定因素使聯(lián)接剛度表現(xiàn)為非線性，導(dǎo)致無法較好地完成模型參數(shù)辨識。因此，尋找一個結(jié)構(gòu)在振動條件下辨識螺栓聯(lián)接剛度的方法具有十分重要的工程意義。本文在考慮螺栓聯(lián)接結(jié)構(gòu)結(jié)合面特性對整體動態(tài)特性影響的情況下，基于有限元與

2、動態(tài)試驗(yàn)相結(jié)合的參數(shù)辨識方法，引入模糊理論，探尋通過結(jié)構(gòu)固有特性（固有頻率）辨識結(jié)合面參數(shù)的方法，完成結(jié)構(gòu)動力學(xué)非線性模型的描述，為結(jié)構(gòu)動態(tài)特性的預(yù)估和設(shè)計(jì)階段結(jié)構(gòu)的優(yōu)化改進(jìn)提供參考。研究的具體內(nèi)容如下:
　　(1)搭建結(jié)構(gòu)試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析測試系統(tǒng)，完成螺栓聯(lián)接結(jié)構(gòu)試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析，研究螺栓聯(lián)接結(jié)構(gòu)中不同的螺栓松脫個數(shù)和螺栓預(yù)緊力對螺栓聯(lián)接結(jié)構(gòu)整體動態(tài)特性的影響，同時獲得在螺栓聯(lián)接結(jié)構(gòu)處于全松與全緊固狀態(tài)之間的固有頻率變化范圍，為有限元模

3、態(tài)分析和模糊推理機(jī)設(shè)計(jì)提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。
　　(2)采用無阻尼等效聯(lián)接剛度完成螺栓聯(lián)接結(jié)合面模型描述，研究確定彈簧單元個數(shù)和等效區(qū)域的方法，建立螺栓固定結(jié)合面的等效動力學(xué)模型。利用ANSYS參數(shù)化設(shè)計(jì)語言編寫有限元模態(tài)分析的求解命令流。采用有限元模態(tài)分析與試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析相結(jié)合的方法，分析結(jié)構(gòu)固有頻率與結(jié)合面總剛度之間的變化關(guān)系，同時獲得各個狀態(tài)所對應(yīng)的固有頻率與等效總剛度有效變化論域。
　　(3)確定結(jié)構(gòu)固有頻率與結(jié)合面總剛度兩個