机械工程学报

作者：赵广, 金鑫, 崔颖, 冯志飞, 王亭月, 熊志亮

单位：1. 大连理工大学能源与动力学院 大连 116024;2. 大连海事大学船舶与海洋工程学院 大连 116026

关键词：接触刚度,薄层单元法,刚度识别,接触力学,螺栓连接结构；

基金：国家自然科学基金资助项目（11672053）。

由于模态应变能对结构局部变形敏感，因而在以螺栓连接结构为代表装配结构中，预紧力变化对接触刚度和结构固有特性的影响可以采用模态应变能的方法进行分析，据此提出基于模态应变能的接触刚度识别方法，提高粗糙表面接触刚度识别的精度。以螺栓连接的T型块试验台为例，通过测试不同螺栓预紧力下结构前3阶固有频率，并采用薄层单元等效粗糙表面接触特性；考虑结构各阶模态应变能权重，进行了接触刚度识别和识别误差分析。研究结果表明，各阶模态应变能权重随着接触刚度或螺栓预紧力变化可能呈现不同的趋势，导致基于单阶模态的接触刚度识别结果之间存在较大差异；基于模态应变能的接触刚度识别方法由于综合考虑各阶模态的权重，反映了各阶固有频率的总体变化趋势；随着螺栓预紧力增大，接触刚度总体非线性增加，接触刚度识别误差总体下降。所提出的基于模态应变能的接触刚度识别方法，建立了螺栓连接结构中预紧力变量、粗糙表面接触刚度和模态固有频率耦合机制，为粗糙表面接触刚度建模提供了一种精确的识别方法。

来源：2020年第9期

《机械工程学报》期刊编辑部

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