基于虚拟材料复模量非均匀分布的螺栓连接薄板结构半解析建模

刘晓峰; 孙伟; 孙悦

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基于虚拟材料复模量非均匀分布的螺栓连接薄板结构半解析建模

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基于非均匀分布的虚拟材料模拟螺栓连接薄板搭接部分的力学特性,其中虚拟材料的材料参数用复模量表示,可直接生成复刚度矩阵以表示搭接部分的刚度及阻尼特性,省却了常规建模中生成结合部阻尼矩阵的步骤,在保证模型精确性的基础上简化了建模流程,以此建立了螺栓连接薄板结构的半解析模型并对其进行了动力学分析.首先描述了建模理念,将虚拟材料分别假定了三种复模量非均匀分布形式模拟螺栓搭接部分的力学特性,提出用反推辨识技术确定虚拟材料储能模量与耗能模量的方法.接着,基于能量法并用正交多项式假定模态,推导了螺栓连接薄板的半解析分析模型,并创新性地给出了求解半解析模型任意锤击点与拾振点处频响函数的公式.最后,以一个具体的螺栓连接薄板结构为对象进行了实例研究,结果表明:用所创建的半解析模型计算出的各阶仿真固有频率与实验测得的各阶固有频率的误差均在5%以内,计算得到的各阶仿真模态振型以及频响函数曲线与实测值均较为接近,从而证明了利用复模量非均匀分布的虚拟材料模拟螺栓搭接部分可有效简化螺栓结合部建模,亦可达到较高的仿真计算精度.

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来源
《工程科学学报》 |2021年第6期|843-851|共9页
作者
刘晓峰; 孙伟; 孙悦;
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作者单位

东北大学机械工程与自动化学院;

沈阳110819;

东北大学航空动力装备振动及控制教育部重点实验室;

沈阳110819;

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原文格式 PDF
正文语种 chi
中图分类螺纹联接;结构振动;
关键词
虚拟材料; 复模量; 非均匀分布; 螺栓连接薄板; 半解析建模;

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