螺栓联接结构振动特性有限元分析方法的研究
空冷岛阵列式布置风筒结构振动现场测试与分析
工程技术科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald16DOI：10.16660/ki.1674-098X.2019.01.016空冷岛阵列式布置风筒结构振动现场测试与分析杨彦君1 何亚刚2 张焱1 周峰3 姚坤4(1.神华神东电力公司店塔电厂 陕西神木 719316；2.中国能源建设集团西北电力试验研究院有限公司 陕西西安 710032；3.北京电联天时振动技术有限公司 北京 100142；4.哈尔滨沃华智能发电设备有限公司 黑龙江哈尔滨 150001)摘 要：针对某电厂2×660MW机组空冷岛风筒及下部防护网连接螺栓出现大量断裂和脱落的原因，本文从其产生机理、振动特征和现场处理等方面进行了系统地分析与研究。
首先采用有限元分析的方法对高强度螺栓疲劳荷载作用下的受力机理进行了研究，并进行了现场的振动测试，进行振动响应与频谱分析，针对分析结果，提出了符合现场实际的处理措施。
研究结果显示，治理后空冷单元的振动指标均达到了优良水平，并且作用在大刀板承重挂耳螺栓处的剪力基本消除。
本文的研究成果可为同类型故障的现场分析处理提供参考。
关键词：空冷岛 风筒 螺栓断裂 疲劳载荷 振动机理中图分类号：TK83 文献标识码：A 文章编号：1674-098X(2019)01(a)-0016-02Abstract: In this paper, for the large number of fractures and falling off of tuyere of the aircooled island and the lower protective net connecting bolts of 2×660MW unit of a power plant, the mechanism, vibration characteristics and on-site treatment are systematically analyzed and studied. Firstly, the stress mechanism of high strength bolts under fatigue load is studied by using finite element analysis method, and the field vibration test is carried out. The vibration response and frequency spectrum analysis are carried out. According to the analysis results, the treatment measures which are in line with the actual situation are put forward. The results show that the vibration index of air cooled island after treatment has reached a good level, and the shear force acting on the bearing ear bolt of large cutter board has been basically eliminated. The research results can provide reference for on-site analysis and processing of the same type of faults.Key Words: Air cooled island; Tuyere; Bolt fracture; Fatigue load; Vibration mechanism1 需求分析某电厂2×660MW机组空冷岛按2台机组设置，形成两个独立结构单元。
钢结构有限元分析及其振动稳定性研究
钢结构有限元分析及其振动稳定性研究一、引言随着经济的不断发展，越来越多的建筑采用钢结构，因其具有轻量化、强度高、施工快等优点。
然而，钢结构在运行过程中会受到各种载荷的作用，如地震、风荷载等，这些作用会导致结构发生变形、振动、破坏等问题。
因此，了解钢结构的有限元分析方法及其振动稳定性是建筑设计、结构分析等领域的重要研究方向。
本文将介绍钢结构的有限元分析方法及其振动稳定性研究进展。
二、钢结构有限元分析有限元分析（Finite Element Analysis，FEA）是一种广泛应用于各种工程领域的分析方法。
它将复杂的结构分为有限数量的小元素，然后利用微积分的方法求解每个小元素的行为，最后通过计算机模拟得出整个结构的力学行为。
具体来说，钢结构的有限元分析可以分为以下几个步骤：1、建模：将结构分为小元素，指定边界条件（如支座、荷载等），生成网格模型。
2、材料属性：指定结构材料的性质，如弹性模量、泊松比、密度等。
3、加载：通过加载外力，如重力、风荷载、地震等载荷，对结构进行求解。
4、求解：利用有限元方法求解每个小元素的位移、应变、应力等力学参数。
5、结果分析：对求解的结果进行分析，如结构的刚度、变形、应力等。
三、钢结构振动稳定性研究当钢结构受到一定载荷时，其会发生振动，并产生共振现象。
共振现象会使结构受到更严重的损伤，进而导致其破坏。
因此，钢结构振动稳定性的研究是十分重要的。
1、振动特性分析钢结构振动特性主要包括固有频率、固有振型、振动模态等。
其中，固有频率是指在没有其他力作用时，结构自然发生振动的频率；固有振型是指在固有频率下，结构的振动形态；振动模态是指结构以不同固有频率发生振动的状态。
通过有限元建模，可以可靠地预测结构的振动特性。
利用仿真技术，可以对结构在不同载荷下的振动特性进行分析，从而为结构设计和改进提供依据。
2、振动稳定性分析当结构发生振动时，就要考虑其振动稳定性。
在某些条件下，结构振动会变得不稳定，导致结构失稳。
有限元分析小论文
有限元分析小论文有限元分析是一种基于数值计算的工程分析方法，用于研究结构在外载荷作用下的应力、变形、振动等特性。
该方法通过将结构分割成有限个小元素，对每个小元素进行单独分析，再将各个小元素的结果组合起来得到整个结构的响应。
本文将从有限元分析的原理、应用和优缺点等方面进行论述。
有限元分析的原理是以连续体的离散为基础，将结构分割成很多小单元，每个小单元的物理特性可以通过有限个参数进行描述。
然后，根据力的平衡关系和物体运动学等基本理论，可以得到每个小单元的受力和运动情况。
最后，将所有小单元的受力和运动结果组合起来，得到整个结构的响应。
有限元分析在工程领域有广泛的应用。
首先，它可以用于研究结构在静态或动态加载下的应力和应变分布情况。
例如，在计算机辅助设计中，可以通过有限元分析预测结构在不同载荷下的变形情况，帮助工程师优化结构设计。
其次，有限元分析还可以用于模拟材料的行为和响应。
例如，在材料科学领域，可以通过有限元分析研究材料的强度、疲劳寿命等特性。
此外，有限元分析还可以用于求解流体力学、热传导等问题。
然而，有限元分析也存在一些局限性。
首先，该方法需要将结构分割成有限个小单元，因此分割的大小和形状会对结果产生影响。
如果分割不合理，可能导致结果不准确。
其次，有限元分析需要对结构的物理特性进行建模和输入，这对分析人员的经验要求较高。
最后，有限元分析的计算量较大，在分析大型结构时可能需要较长的计算时间。
综上所述，有限元分析是一种重要的工程分析方法，能够帮助工程师研究结构的响应和行为。
虽然该方法存在一些局限性，但它仍然是解决工程问题的一种有效工具。
随着计算机技术的不断发展，有限元分析的精度和效率也将进一步提高。
第七章结构振动的有限元分析
第七章结构振动的有限元分析第一节引言结构振动是指结构在外力的作用下发生的同步振动。
它在工程结构的设计和分析中具有重要的意义。
传统的结构振动分析方法主要有模态分析法和频域分析法。
近年来，随着计算机技术的发展，有限元方法在结构振动分析中的应用越来越广泛。
第二节有限元方法概述有限元方法是一种通过将连续结构离散化为有限个单元，并在每个单元内进行局部计算，然后将单元组装起来进行全局分析的一种方法。
有限元方法的基本思想是将连续体分解为有限个离散单元，通过求解每个单元的位移和应变，进而得到整个结构的力学行为和响应。
在结构振动分析中，有限元方法可以更准确地描述结构的边界条件和模态特性。
第三节有限元建模有限元建模是有限元分析的关键步骤之一、在有限元建模过程中，需要根据实际情况选择适当的单元类型和单元尺寸，并确定边界条件。
有限元建模的准确性直接影响到振动分析的有效性和准确性。
第四节模态分析模态分析是结构振动分析的常用方法之一、它可以通过求解结构的本征频率和本征振型，对结构进行全面的振动特性分析。
在有限元分析中，模态分析主要通过求解结构的特征值问题来实现。
第五节动力分析动力分析是结构振动分析的另一种常用方法。
与模态分析相比，动力分析能够更真实地反映结构在外力作用下的振动响应。
在有限元分析中，动力分析主要通过求解结构的动力方程来实现。
第六节振动问题的求解技巧与注意事项在进行结构振动的有限元分析时，需要注意一些技巧和问题。
首先，应正确选择结构的边界条件和单元类型，以保证分析结果的准确性。
其次，应注意振动问题的约束条件和模态解耦技巧，以简化计算过程。
此外，在求解动力方程时，还需要注意存在间接刚度法和直接刚度法两种不同的求解方法。
第七节结构振动的应用领域结构振动的有限元分析在工程领域中有着广泛的应用。
例如，在建筑工程中，可以用有限元分析来评估结构的自然频率和振动幅度，以确定结构的稳定性和耐久性。
在航空航天工程中，可以通过有限元分析来研究飞机的结构动态特性，并优化结构设计。
(完整)螺栓连接的有限元分析
1 概述螺栓是机载设备设计中常用的联接件之一.其具有结构简单,拆装方便,调整容易等优点,被广泛应用于航空、航天、汽车以及各种工程结构之中。
在航空机载环境下，由于振动冲击的影响,设备往往产生较大的过载，对作为紧固件的螺栓带来强度高要求。
螺栓是否满足强度要求，关系到机载设备的稳定性和安全性.传统力学的解析方法对螺栓进行强度校核，主要是运用力的分解和平移原理，解力学平衡方程，借助理论和经验公式，理想化和公式化.没有考虑到连接部件整体性、力的传递途径、部件的局部细节(如应力集中、应力分布)等等。
通过有限元法，整体建模，局部细化，可以弥补传统力学解析的缺陷.用有限元分析软件MSC。
Patran/MSC。
Nastran提供的特殊单元来模拟螺栓连接，过程更方便，计算更精确,结果更可靠。
因此，有限元在螺栓强度校核中的应用越来越广泛.2 有限元模型的建立对于螺栓的模拟，有多种模拟方法，如多点约束单元法和梁元法等。
多点约束单元法(MPC)即采用特殊单元RBE2来模拟螺栓连接.在螺栓连接处，设置其中一节点为从节点(Dependent），另外一个节点为主节点(Independent)。
主从节点之间位移约束关系使得从节点跟随主节点位移变化。
比例因子选为1，使从节点和主节点位移变化协调一致，从而模拟实际工作状态下，螺栓对法兰的连接紧固作用.梁元法模拟即采用两节点梁单元Beam,其能承受拉伸、剪切、扭转。
通过参数设置，使梁元与螺栓几何属性一致.本文分别用算例来说明这两种方法的可行性。
2.1 几何模型如图1所示组合装配体，底部约束。
两圆筒连接法兰通过8颗螺栓固定.端面受联合载荷作用。
图1 三维几何模型2。
2 单元及网格抽取圆筒壁中性面建模，采用四节点壳元(shell），设置壳元厚度等于实际壁厚。
法兰处的过渡圆弧处网格节点设置密一些，其它可以相对稀疏。
在法兰上下两节点之间建立多点约束单元（RBE2，算例1，图3）或梁元(Beam, 算例2,图4)来模拟该位置处的螺栓连接。
盘-盘螺栓连接结构模态频率分析
盘-盘螺栓连接结构模态频率分析赵丹;艾延廷;翟学;白彦【摘要】基于ANSYSWorkbench软件，采用层单元法和多点约束技术，模拟了盘一盘螺栓连接结构的螺栓预紧力，对其进行了模态分析，并与试验结果进行了比较。
研究表明：采用层单元法模拟螺栓预紧力的模态结果与试验结果吻合较好，为在预紧力作用下螺栓连接结构模态频率的有限元计算提供了1种有效方法。
%Based on ANSYS Workbench software, the boh preload of bolted plate-plate structure was simulated by cell elements and multi-point constraint technology. The modal analysis was conducted and compared with experimental results. The results show that the modal results agree well with the experiments. It provides an effective finite element method to calculate bolted joint structure with preloads.【期刊名称】《航空发动机》【年(卷),期】2012(038)005【总页数】4页(P55-57,62)【关键词】螺栓预紧力;层单元;螺栓连接;多点约束;模态分析【作者】赵丹;艾延廷;翟学;白彦【作者单位】沈阳航空航天大学航空航天工程学院,沈阳110136;沈阳航空航天大学航空航天工程学院,沈阳110136;沈阳航空航天大学航空航天工程学院,沈阳110136;沈阳航空航天大学航空航天工程学院,沈阳110136【正文语种】中文【中图分类】O241.82螺栓连接是航空发动机多级压气机和涡轮中常见的连接方式。
机械结构振动特性仿真与优化研究
机械结构振动特性仿真与优化研究随着科技的不断进步和应用的广泛发展，机械结构的振动特性仿真与优化研究成为了一个备受关注的领域。
机械结构的振动问题是工程中常见的问题之一，对于机械系统的稳定性和工作性能有着重要的影响。
因此，通过仿真与优化研究，能够更好地理解和应对机械结构的振动问题，提高系统的性能和可靠性。
一、振动特性的仿真模型机械结构的振动特性受多个因素的影响，如材料的性能、结构的几何形状、载荷的大小和方向等。
为了更好地研究和分析这些影响因素，需要建立合理的仿真模型。
在机械结构的振动仿真中，常用的模型有有限元模型和多体动力学模型。
有限元模型是一种基于离散网格的分析方法，通过将连续结构离散化为离散的单元，再用节点之间的关系进行求解得到系统的振动特性。
多体动力学模型是一种通过描述并求解刚性体系的运动来预测机械结构的振动行为的方法。
二、振动特性的优化方法振动特性的优化是指通过改变结构参数、材料选取、减振措施等方式，使得机械结构的振动特性满足设计要求，达到最佳性能。
在振动特性的优化中，常用的方法有拓扑优化、参数优化和减振优化。
拓扑优化是指通过对结构拓扑的调整，实现结构的质量轻量化和减振。
参数优化是指通过调整结构材料的性能、尺寸和形状等参数，来改善结构的振动特性。
减振优化则是通过添加减振器、衰减材料等手段，来降低结构的振动幅值和频率。
三、振动特性的仿真与优化案例为了更好地理解机械结构振动特性仿真与优化研究的应用，下面以汽车悬挂系统为例进行讨论。
汽车悬挂系统是汽车中非常重要的一个部分，它直接影响着汽车的行驶安全和舒适性。
对于汽车悬挂系统的振动特性仿真与优化研究，可以通过建立汽车悬挂系统的有限元模型来模拟振动响应，并通过优化方法改善其振动特性。
通过振动仿真可以得出悬挂系统在不同道路条件下的振动响应，并对其进行分析。
在振动优化中，可以通过优化悬挂系统的几何形状和参数，使得汽车在不同道路条件下的振动响应最小化，提高行驶的舒适性和稳定性。
振动力学在工程结构中的应用研究
振动力学在工程结构中的应用研究振动力学是研究结构振动的一门学科，广泛应用于工程结构领域。
本文将探讨振动力学在工程结构中的应用研究，包括振动现象的产生机理、振动分析方法以及振动控制技术等方面。
一、振动现象的产生机理工程结构中的振动现象通常由外界激励和结构固有性质共同作用引起。
外界激励包括风荷载、地震、机械震动等，而结构固有性质主要指结构的弹性、刚度和阻尼等参数。
当外界激励频率接近结构固有频率时，结构就会出现共振，振动幅值不断增大，甚至导致结构破坏。
因此，研究振动力学对于提高工程结构的安全性和可靠性至关重要。
二、振动分析方法振动分析是工程结构设计和优化的重要工具。
在振动分析中，通常采用有限元方法来模拟结构的振动行为。
有限元方法通过将结构离散为有限个单元，建立整体的刚度矩阵和质量矩阵，求解结构的固有频率和振型。
通过分析结构的固有频率和振型，可以评估结构的振动特性，预测共振点，并为结构改进提供依据。
此外，还可以利用振动试验技术获取结构振动的实测数据，与数值模拟结果进行验证和修正，提高分析结果的准确性。
三、振动控制技术振动控制技术是用于减小工程结构振动响应的一种手段。
在工程实践中，常用的振动控制技术包括主动控制、被动控制和半主动控制等。
主动控制是通过激励力源对结构施加主动干预，调节结构的振动状态。
被动控制则是通过在结构中加入柔性元件、阻尼器等 passively control the structure's vibration response by adding flexible elements and dampers into the structure. 半主动控制技术结合了主动控制和被动控制的特点，既能够主动干预结构振动状态，又能根据结构反馈信息调整控制参数。
这些振动控制技术的应用可以有效减小结构的振动响应，提高结构的稳定性和舒适性。
四、工程实例分析振动力学在工程结构中的应用涵盖了多个领域。
建筑结构分析中的有限元模拟方法探讨
建筑结构分析中的有限元模拟方法探讨导论：建筑结构分析是用来预测和评估建筑结构在不同荷载和环境条件下的行为和性能的一种工程计算方法。
在过去几十年里，有限元分析方法已经成为建筑结构分析的重要工具之一。
有限元模拟方法通过将连续结构离散化为有限个小元素，并通过数学计算模拟这些元素之间的相互作用，从而模拟和预测结构的行为和性能。
一、有限元模拟方法的基本原理有限元法是一种将连续体分割成有限数量的离散部分，利用小单元上的控制方程得到整个结构局部及整体性能的近似解的数值方法。
其中，有限元模拟方法主要包括以下几个基本步骤：1. 离散化：将结构分割为离散的有限元素，一般采用三角形、四边形单元，或者更复杂的六面体、四面体等多面体元素。
2. 建立单元方程：通过采用适当的数学方法，根据元素的形状和材料性质，建立方程来描述每个元素的力学性能，如应力、应变、位移等。
3. 装配方程：将单元方程装配成整个结构的方程组，利用单元方程和边界条件来求解结构的全局行为。
4. 边界条件：定义结构的边界条件，如支座约束、受力条件等。
这些边界条件对结构的行为和性能具有重要影响。
5. 求解方程：通过数值方法求解装配得到的结构方程，得到结构的应力、应变、位移等信息。
6. 后处理：根据求解得到的结果，进行结构的分析和评估，如应力的判断、变形的分析等。
二、有限元模拟方法的优势有限元模拟方法在建筑结构分析中具有以下几个优点：1. 精度：有限元模拟方法具备较高的精度，尤其是在考虑非线性和动力特性时能够更准确地模拟结构的行为。
2. 灵活性：有限元模拟方法可以适用于各种结构形式和荷载情况，包括静力、动力和非线性问题。
3. 经济性：有限元模拟方法可以有效地减少实际试验的数量和代价，节省了时间和资源。
4. 可视化：有限元模拟方法可以将结构的内部行为和应力分布可视化，有助于工程师更好地理解和评估结构的性能。
5. 效率：有限元模拟方法可以通过并行计算和高性能计算技术提高计算效率，快速得到结构的分析结果。
螺栓联接的有限元建模方法研究
螺栓联接的有限元建模方法研究龙荣利;高大威;郑松林;郑腾飞【摘要】螺栓联接的动力特性直接影响工程结构在振动环境下的动态响应.针对螺栓联接有限元模型建模难易程度和计算精度高低等问题,对其建立有限元模型进行模态分析对比研究,选出最优的建模方法.计算结果显示,三维轴对称模型与三维螺旋模型的前6阶固有频率相差甚微,而其他建模方法从第3阶开始便有了较为显著的差别.综合考虑经济性和计算精度等因素,在螺栓联接的有限元分析计算中采用三维轴对称模型最为合适.【期刊名称】《农业装备与车辆工程》【年(卷),期】2019(057)005【总页数】5页(P20-24)【关键词】螺栓联接;有限元法;预紧力施加;模态分析【作者】龙荣利;高大威;郑松林;郑腾飞【作者单位】2000093上海市上海理工大学机械工程学院;2000093上海市上海理工大学机械工程学院;200093上海市上海理工大学机械工业汽车底盘机械零部件强度与可靠性评价重点实验室;2000093上海市上海理工大学机械工程学院;200093上海市上海理工大学机械工业汽车底盘机械零部件强度与可靠性评价重点实验室;2000093上海市上海理工大学机械工程学院【正文语种】中文【中图分类】TH131.30 引言螺栓联接具有较强的通用性、可靠性和互换性，且结构简单、装拆方便、成本较低，因而被广泛应用于工程结构中。
螺栓联接关系着整个结构的安全性和可靠性，其连接性能分析方法有解析法和有限元法。
解析法[1-3]在计算过程中对连接结构做了大量简化且计算过程复杂，计算结果精度较低，因而应用不多。
目前螺栓联接模型主要有一体化模型、刚性单元模型、梁单元模型、圆柱模型、三维轴对称模型和三维螺旋模型等。
一体化模型螺栓本身采用捆绑式接触将连接件连接在一起；刚性单元模型利用刚性单元代替螺栓将连接件连接在一起，忽略了螺栓的预紧载荷及变性影响；梁单元模型未考虑螺栓与被连接件之间的接触问题，规模比较小；圆柱模型利用捆绑式接触模拟螺栓螺母的螺纹接触，未考虑螺纹细节；三维轴对称模型很好地模拟了螺栓连接，也考虑了螺牙的影响只是忽略了螺纹升角的细节；三维螺旋模型精确，但建模困难、规模较大，计算成本较高。
基于有限元分析的建筑结构振动特性研究
基于有限元分析的建筑结构振动特性研究建筑结构振动特性的研究是现代结构工程学中的一个重要课题。
基于有限元分析技术的研究方法和工具，让研究人员可以更加深入地探讨建筑物的振动特性，为优化建筑结构的设计提供有力依据。
一、有限元方法简介有限元法是一种利用数值计算方法求解弹性结构静力和动力问题的数学模型。
它是建筑结构力学领域的一种数值分析方法，可以模拟变形、应力、应变等物理现象。
在建筑结构振动特性的研究中，有限元方法可以用来求解结构的固有频率、模态形式、振动模型等参数。
二、建筑结构振动的基本特性建筑结构振动是指建筑物在受到外界力的作用下，发生的一种振动现象。
建筑物本身的质量、刚度、阻尼等因素都会影响它的振动特性。
在研究建筑结构振动特性时，常常使用结构固有频率和结构的振型参数来描述其振动特性。
结构固有频率是指结构本身具有的自由振动频率。
它可以通过有限元分析来计算得出，通常以赫兹（Hz）作为单位。
对于任何一种结构，都具有不同的固有频率。
在结构受到外界载荷的情况下，会发生共振现象，即外界载荷频率和结构固有频率相同，使得结构发生强烈振动。
结构振型参数描述了结构的振动形式。
对于一种固有频率，可以有多种不同的振动模态。
每种模态的振幅、位移、应力、应变等参数都不同，因此其中的任意一种振型可以用于描述结构的振动特性。
三、有限元方法在建筑结构振动特性研究中的应用有限元方法在建筑结构振动特性研究中的应用非常广泛。
通过有限元模拟，可以计算结构的固有频率和振型特性。
这为设计防震结构、优化建筑排布、提高建筑结构的稳定性等提供了重要依据。
在建筑结构抗震设计中，有限元分析是非常有用的工具。
通过有限元模拟，可以计算出结构在不同频率下的振型特性，探讨结构受到地震作用时的反应，从而设计出更加安全可靠的建筑结构。
此外，在建筑排布和设计中，有限元分析也非常有价值。
它可以用来确定结构的固有频率和振型特性，使得建筑物在外界作用下的振动不会影响建筑物的使用效果，同时也能提高建筑物的美感和稳定性。
机械结构的振动特性分析与优化设计
机械结构的振动特性分析与优化设计引言：在现代机械工程设计中，振动特性的分析与优化设计是非常重要的一项工作。
准确地了解机械结构的振动特性，可以帮助我们更好地改善结构的强度、稳定性和寿命，并提升机械系统的性能与可靠性。
本文将探讨机械结构的振动特性分析方法和优化设计策略。
一、振动特性分析方法1. 模态分析：模态分析是一种常见的振动特性分析方法，它通过对机械结构进行数值仿真，确定结构在不同模态下的固有频率、振型和振幅等参数。
通过模态分析可以了解机械结构的共振情况，并对共振频率附近的部分进行优化调整，从而避免共振引起的振动问题。
2. 频谱分析：频谱分析是通过分析机械结构在工作过程中的频率分布情况，确定结构的主要振动频率和能量级别。
频谱分析可以通过测量机械系统的响应信号（如加速度、速度、位移等），使用快速傅里叶变换（FFT）将信号从时域转换到频域，得到频谱图和功率谱密度谱等信息。
通过分析频谱特性，可以确定机械结构中存在的主要振动源，进而优化设计。
3. 有限元方法：有限元方法是一种常用的振动特性分析方法，它采用数值模拟的方法将机械结构离散化为有限个小单元，然后利用数值计算方法求解结构的运动方程，进而得到结构的振动响应。
有限元方法可以较好地模拟真实结构的振动特性，对于复杂的结构系统尤为适用。
通过有限元分析，可以获得结构的模态振型、振荡频率和振幅等信息，为优化设计提供依据。
二、振动特性优化设计策略1. 刚度优化：在机械结构设计中，刚度对振动特性具有重要影响。
通过合适的材料选择、结构几何参数的调整或添加补强件等方式，可以改变结构的刚度分布，并在一定的范围内优化结构的振动特性。
例如，在某些应用场景下，为了抑制共振，可以通过增加结构的刚度来提高固有频率。
2. 减振设计：对于机械结构的振动特性优化设计，减振是一个重要的策略。
通过在结构中引入减振措施，可以有效抑制振动幅值和加速度。
减振设计可采用结构和材料优化、振动吸收装置、减振材料或阻尼器等手段。
结构动力学中基于有限元方法的动力响应分析
结构动力学中基于有限元方法的动力响应分析结构动力学是研究结构在外部载荷作用下的振动特性和动态响应的学科。
大型工程结构系统的复杂性和非线性特性给结构动力学分析提出了挑战，而有限元方法则成为求解这种非线性响应的一种重要手段。
在本文中，我们将探讨结构动力学中基于有限元方法的动力响应分析。
1. 有限元方法有限元法是一种现代数值计算方法。
它是把连续物体分割成多个单元，通过单元间的相互作用关系求解结构的内部应力、变形和各种响应的数值方法。
有限元法的基本思想是把复杂的整体结构分解成有限数量的小单元，并对每个小单元进行数学模型分析。
通过求解这些模型，可以推导出整个结构的力学特性和响应情况。
2. 结构动力学中的有限元方法在结构动力学中，有限元方法也是一种重要的分析方法。
一般来说，结构动力学的有限元模型应包括结构的物理性质、载荷和边界条件等。
在构建有限元模型之前，需要对结构几何形状进行测量和描述，然后将结构分割成有限数量的单元，每个单元都有一组节点和自由度，节点之间的相互作用关系是通过构建单元刚度矩阵来实现的。
在建立了完整的有限元模型后，可以采用不同的求解算法，如静力求解和动力求解进行解析求解。
3. 动力响应分析在有限元法中，一般需要对结构进行动力响应分析。
动力响应分析的主要目标是确定在特定载荷下结构的动态响应情况。
动态响应包括结构的位移、速度、加速度、应力和应变等。
这些响应都对结构的安全性、稳定性和寿命等方面产生影响，因此需要进行充分的动态响应分析。
在动力响应分析中，一般采用有限元模型接触外部载荷模拟结构振动情况。
通过分析结构的固有振动模态和相应的频率响应，可以计算出特定载荷下结构的动态响应。
在实际分析中，通常需要考虑多种载荷并结合计算机模拟技术实现更为准确的动态响应分析。
4. 结论本文简要介绍了结构动力学中基于有限元方法的动力响应分析。
有限元法是一种现代数值计算方法，它可以将结构分割成多个小单元，进行数值模拟，计算结构内部应力、变形和各种响应。
基于有限元模拟的机械振动分析研究
基于有限元模拟的机械振动分析研究一、引言机械振动是在机械结构中周期性的振动现象。
对于机械系统来说，振动不仅会降低机械设备的稳定性、可靠性和寿命，还会引起噪声、能量损耗等不良影响。
因此，准确地预测、分析和控制机械振动是机械工程领域的研究热点之一。
本文将介绍基于有限元模拟的机械振动分析研究。
二、有限元分析方法有限元方法是一种广泛应用于工程领域的数值计算方法，它可以模拟实际工程中复杂的结构和载荷情况。
有限元分析将实际结构离散化为有限数量的区域，然后利用数学方法对各个区域进行计算，最终得到整个结构的振动特性。
三、有限元模拟在机械振动分析中的应用1. 结构动力学分析有限元模拟可以预测机械结构在不同工况下的振动特性，包括自由振动和强迫振动。
通过对结构的模态分析，可以确定结构的固有频率、振型以及模态质量等参数，进而评估结构的稳定性和可靠性。
2. 振动响应分析有限元模拟可以模拟机械结构在外部激励下的振动响应。
通过对结构进行动力学分析，可以获得机械结构在不同频率和振幅下的振动响应曲线，并进一步评估结构的动态性能和振动特性。
3. 结构模态优化有限元模拟可以提供不同结构参数下的振动特性，从而帮助工程师选择合适的结构参数以达到减振和优化设计的目的。
通过在有限元模拟中改变材料性质、尺寸、连接方式等参数，可以评估不同设计方案的振动特性并做出合理的优化。
四、有限元模拟的局限性和解决方案尽管有限元模拟在机械振动分析中具有广泛的应用，但也存在一定的局限性。
首先，有限元模拟是基于一定假设和简化条件进行的，因此得到的结果可能与实际情况存在一定差异。
其次，模型的精确性和准确性与所采用的网格密度和模型参数有关。
最后，有限元模拟需要进行大量的计算，对计算机性能和算法效率提出了较高的要求。
为了克服这些局限性，可以采取以下解决方案。
首先，完善模型的建立过程，尽可能准确地模拟实际结构和载荷条件。
其次，在有限元模拟中采用合适的网格划分和参数调整，以提高模型的精度和准确性。
研究振动工程问题的方法与技术
研究振动工程问题的方法与技术振动工程是一项涵盖多个领域的工程学科，主要研究物体在振动作用下的动态响应特性。
它广泛应用于航空航天、机械、建筑、交通及能源等领域。
为了准确地解决振动工程问题，我们需要合理地选择研究方法和技术。
本文将从以下几个方面展开：一、振动工程问题的研究方法1. 理论分析法理论分析法是振动工程研究中最基本的方法之一。
它通常基于物理法则和公式，依据物体的几何形状和材料特性来推导出解析解或近似解，并通过计算机软件模拟振动系统的响应特性和变化趋势。
理论分析法的优点在于可以准确得出物体的振动响应特性和变化趋势，从而进行有效的设计优化，并预测或评估其性能。
但是，它需要比较高的数学和物理水平，同时对于较为复杂的系统可能需要花费较长的时间和计算资源。
2. 实验方法实验方法是振动工程研究的一种重要手段。
用于测试振动系统的动态响应，通过传感器、数据采集系统等实验设备来获取振动信号，并基于实验数据分析振动系统的特点。
实验方法的优点在于可以直接用实际测量来获取振动系统的特性和特征，更加直观，同时可以发现不同于理论分析的现象和异常，为后续的分析和修正提供了依据。
然而，实验方法受到设备、环境等因素的影响，精度和可重复性可能较差，同时检测过程消耗步骤复杂且费时。
3. 数值模拟方法数值模拟方法是一种通过计算机软件对振动系统进行数值模拟分析的方法。
通过建立各个部份的三维模型，基于振动基本理论和计算分析方法，计算机进行求解，生成振动响应特性曲线图、分布图等。
数值模拟方法的优点在于可以通过优良的计算速度，处理较为复杂的振动问题，同时可以通过几何模型和边界条件的变化来模拟各种实际情况，从而更好地指导和改进设计，减少试验实验成本。
但是，数值模拟的准确性取决于模型的真实性和精度，同时需要大量的计算资源。
二、振动工程问题的技术手段1.随机振动信号处理振动信号是在时间和空间上随机变化的，因此其处理涉及到随机振动信号分析。
其方法包括功率谱密度估算、相关分析法、主成分分析方法以及高阶统计量分析等。
机械振动特性分析及仿真实验发展思路总结
机械振动特性分析及仿真实验发展思路总结机械振动是工程领域一个重要的研究方向，对于各种机械系统的设计、优化及故障诊断都具有重要的意义。
本文将总结机械振动特性分析及仿真实验的发展思路，并探讨未来的研究方向。
首先，机械振动特性分析是机械系统振动研究的基础。
通过分析机械系统的振动特性，可以揭示系统的固有频率、振型及振动传递路径等信息，为系统的设计提供依据。
常用的分析方法包括有限元法、模态分析法和频域分析法等。
有限元法广泛应用于结构振动分析，通过建立数学模型求解结构的振动特性。
模态分析法则通过识别结构的振型和固有频率来研究系统的振动特性。
频域分析法则是将时域信号转换到频域，用频谱特性来分析振动信号的能量分布。
这些分析方法相互补充，可以全面、深入地研究机械系统的振动特性。
其次，仿真实验是机械振动研究的重要手段。
通过模拟实验，可以模拟复杂机械系统的振动特性，并对系统进行优化设计。
目前，常用的仿真软件包括ANSYS、ADAMS和MATLAB等。
ANSYS可以进行结构的有限元分析，通过该软件可以模拟机械系统受力情况和振动特性等。
ADAMS则是一款专门用于机械动力学仿真的软件，可建立系统的多体模型，并模拟整体动力学行为。
MATLAB是一种编程环境和开发工具，可以进行数据分析和模型仿真。
仿真实验提供了一个经济、高效、安全的研究手段，可以在不同的工作条件下模拟机械系统的振动行为，为系统的设计和优化提供参考。
未来，在机械振动特性分析及仿真实验的研究中，有几个方向值得关注。
首先，多项式近似方法是研究机械振动特性的一个重要方向。
通过应用多项式进行信号的近似，可以提高振动分析的精度和效率。
其次，非线性振动的研究也是一个新兴的领域。
非线性振动具有复杂的动力学行为，对于机械系统的可靠性和安全性具有重要影响。
研究非线性振动的机理和控制方法，可以优化系统的设计，避免共振和失稳现象的发生。
此外，振动信号处理技术也是未来的研究重点。
振动信号中包含丰富的信息，通过信号处理技术，可以提取有用的振动特征并进行故障诊断。
螺栓双剪试验有限元分析
诫验■栓测螺栓双剪试验有限元分析□李艳1口冯德荣2口李召华11.空军工程大学航空机务士官学校航空修理工程系河南信阳4640002.河南航天精工制造有限公司河南信阳464000摘要：剪切强度是判断螺栓能否应用于实际工程的重要力学性能指标。
为使新设计的螺栓满足所规定的剪切强度要求，需要对螺栓进行双剪试验。
应用有限元软件建立螺栓和上下刀片的三维有限元模型,分析螺栓双剪试验过程中的应力、应变变化,得到螺栓剪断时的剪切力变化趋势。
将有限元分析数据与试验数据进行对比，验证有限元分析结果的可靠性。
关键词：螺栓双剪有限元分析中图分类号：TH114文献标志码：A文章编号$1000-4998(2021)02-0075-04Abstract:Shear strength is an ispo—ant mechanical performance index to judge whether the bolt con bc applied to the practical enginee—ng.In order to make the newly designed bolt meets the specified shear strength requirements%the bolt needs to bc subjected to a double shear test.The Units element so/wpc was used to establish the3D Units element model of the bolt and the upper and lower blades,and the stress and strain changes du—ng the bolt double shear test were analyzed,and the changing Wend of shear force when the bolt was sheared was obtained.The Units element analysis date was compared with the Wst date to ve—S the —liability of the—suits obtained by Units element analysis .Keywords:Bolt Double Shear Test Finitr Elemeet Analysis1分析背景螺栓是一种广泛应用于机械设备、建筑：程、航空装备等结构连接部位的重要紧固件⑴，可性:接影响：程设备的性能。
机械工程中钢结构的振动特性分析与改进
机械工程中钢结构的振动特性分析与改进引言钢结构作为一种重要的机械设备和工业建筑材料，在现代工程领域中广泛应用。
由于机械设备和结构本身的特点，钢结构在使用过程中会产生振动。
振动的产生不仅会给设备运行造成影响，还会对结构的稳定性和安全性带来潜在风险。
因此，针对机械工程中钢结构的振动特性进行分析与改进显得尤为重要。
一、钢结构振动的原因和特点钢结构振动的原因主要有以下几个方面：1. 载荷作用：机械设备在运行时会受到外界载荷的作用，这些载荷会引起钢结构的振动。
例如，工业机械设备的工作时往往会产生不平衡载荷，造成结构震动。
2. 自激振动：在某些工况下，机械设备与结构之间的耦合作用会引起自激振动。
自激振动是指振动能量的一种自我放大过程，会导致钢结构的频率响应异常。
3. 外界激励：环境因素如地震、风力等也是引起钢结构振动的重要原因。
这些外界激励会加大钢结构的振动幅度和频率。
钢结构振动的特点主要有以下几个方面：1. 高频振动：由于钢结构的刚度高，振动频率相对较高。
高频振动对结构的疲劳寿命和使用寿命产生较大影响。
2. 刚度效应：钢结构具有较高的刚度，振动能量反射小。
这种刚度效应会使结构的振动持续时间较长，造成结构的稳定性问题。
3. 多模态振动：钢结构由多个部件组成，具有不同的刚度和质量特性。
因此，在振动过程中会出现多个共振频率和共振模态。
二、钢结构振动分析方法为了准确分析钢结构的振动特性，工程师可以采用各种方法进行振动分析。
1. 数值模拟方法：利用有限元分析软件，可以对钢结构进行动力学分析。
通过建立结构的有限元模型和施加加载条件，可以计算出钢结构在不同工况下的振动响应。
2. 模态分析方法：模态分析是计算机模拟方法中应用最广泛的一种。
通过求解结构的特征值和特征向量，可以得到结构的振动模态和共振频率。
3. 动力响应测试方法：通过在实际机械设备上安装传感器，利用加速度计等测量设备采集振动数据，再通过信号处理和分析方法，可以得到钢结构振动的特征参数。
机械结构动态特性的试验与分析
机械结构动态特性的试验与分析随着科学技术的发展，机械结构的设计和性能优化变得越来越重要。
为了确保机械结构的可靠性和安全性，对其动态特性进行试验与分析显得尤为重要。
本文将从试验方法和分析技术两个方面来探讨机械结构动态特性的研究。
一、试验方法1.自由振动试验自由振动试验是研究机械结构的自振频率和振型的一种常用试验方法。
通过给机械结构施加初态，例如施加一个冲击或者释放一个外加载荷，观察机械结构在自由振动过程中的振动频率和振动模态。
自由振动试验可以通过一些高精度的测量设备，如激光测振仪或加速度计来完成。
通过对得到的试验数据进行分析，可以得到机械结构的固有频率和振型，进而指导结构的设计与优化。
2.受激振动试验受激振动试验是通过给机械结构施加人工激励，然后观测机械结构的响应来分析其动态特性的试验方法。
常用的受激振动试验方法有冲击试验、周期性载荷试验等。
通过在不同频率和幅值下施加激励，可以观察机械结构的模态响应和频率响应。
试验数据可以借助信号处理和振动分析等技术进行进一步分析。
二、分析技术1.模态分析模态分析是对机械结构的动态特性进行全面研究的一种方法。
通过选择适当的试验方法，获得机械结构的振型、频率、阻尼等信息，进而了解其固有特性。
模态分析可以通过频谱分析、正交分解等方法得到结构的振型和固有频率，并通过模态参数的分析寻找结构的设计缺陷或声振共振等问题。
2.频域分析频域分析是将信号从时域转换为频域进行分析的一种方法。
通过进行傅里叶变换将信号转换为频谱，可以得到信号的频谱分量和功率谱，进而分析机械结构的频率响应特性。
频域分析可以帮助研究人员了解机械结构在不同频率下的响应情况，确定结构的共振点，并寻找结构设计中的改进方向。
3.有限元分析有限元分析是通过数值模拟方法来分析机械结构的力学特性的一种技术。
通过建立结构的有限元模型，将结构划分成具有简单形状的小区域，然后通过求解运动方程来模拟结构的动态响应。
有限元分析可以通过改变结构的参数，预测和评估结构在不同工况下的动态响应，并优化结构设计，提高结构的可靠性和安全性。
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系列 按高 斯分 布 的独 立 的球 状 微 凸 体 ， 提 出了 并 在 弹性 范 围 内应 用 于 粗 糙 表 面 接 触 研 究 的 Ｇ Ｗ
模 型 Ｊ 。相关 文 献 研 究 了 简 单 几 何 形 状 的接 触 性 能并 对 Ｇ 模 型 进 行 了 扩 展 ， 究 了 法 向 载 Ｗ 研 荷 、 向 载 荷 、 面 形 貌 等 对 切 向 刚 度 的 影 切 表 响 Ｊ 。赵 永 武 等对 于 用 ＧＷ 模 型 时 ， 由于较 大 较 大法 向载 荷产 生 的严重偏 差 和微 凸体 的相互 影 响进行 了修 正 Ｊ 。薛 闯等应 用有 限元 方 法计 算
了 １ ％ ～２ ％ 。这 样 就 给 系 统 固 有 频 率 的精 ０ ０ 确 分析 带来 了很 大 的 困 难 。因 此 ， 研究 系统 振 在
收 稿 Ｅ期 ： ０ １— ７—２ ｔ ２１ ０ １
作者 简介：赵帅 （９ ３一） 男 ， １８ ， 河北秦皇岛人 ， 在读硕 士， 主要研 究方 向： 空发动机 强度 、 航 振动 及噪声 ， － ｉ： ｉｅ ＠ｓ ａｃ ｍ； Ｅ ｍａｌｗｈｔ ｙ ｉ ．ｏ ｅ ｎ
ｔｒｓｉ ｓ ｏ ｈ ｙｓｅ ｉ ｎａｙ ｅ ｅ ｉｔ ｆｔ ｅ ｓ ｔ ｍ Ｓ ａ ｌ ｚ ｄ． ｃ
Ｋｅ ｙ ｗｏｒ ： ｃ ｎｔｃ ｔｆｎ ｓ ｄｓ ｏ ａ ｔｓｉｆ ｅ ｓ；Ｆ ＥＭ ；ｄ ｎ ｙ ａ ｉ ｈａ ａ ｔ ｒｓｉｓ；ｂ ｏ ｍ ｃ ｃ ｒ ｃｅ ｉｔｃ ｌｔ
ＺＨＡ Ｏ ｈ ａ ， ＡＮ Ｇ — ｉ Ｓ ｕ ｉＷ Ｋｅ ｍ ｎｇ， Ｕ ｎｇ， Ｉ Ｍ Ｐｅ Ｍ ＡＯ Ｈｕｉ Ａ ＩＳ ｕ— ｉ ， ｈ ｍ ｎ
（ ａｕｔ ｆ ｅｏｐｃ ｎ ｉｅｒ ｇ Ｓ ｅｙ ｎ ｅｏｐ ｃ ｎｖｒ ｔ， ｈｎ ａｇ１０ ） Ｆｃ ｌ ｏ ｒｓａｅＥ ｇｎｅｉ ， ｈｎ ａｇＡ ｒｓａｅＵ ｉｅｓｙ Ｓ ｅ ｙｎ １６ ｙ Ａ ｎ ｉ １ ３
Ｓｔｄｙ ｓ ｗｓ ｔ ｔｔ ｅ ｃ ｎｔｃ ｔｆｎ ｓ ｓａ ｓｇ ｉ ｃ ｎ ｎｆｕ ｎ ｅ ｏ ｅ ｄ ｎａ ｉ ｈ ｒ ｃｅ ｓｉｓ ｏ ｅ ｓ ｓ ｕ ｈｏ ｈａ ｏ ａ ｔｓｉｆ ｅ ｓｈａ ｉ ｎ ｆ ａ ｔ ｉ ｌ ｅ ｃ ｎ ｔ ｙ ｍ ｃ ｃ ａ ａ ｔｒ ｔｃ ｆｔ ｙ — ｈ ｉ ｈ ｉ ｈ
图 １ 螺栓 联 接 结 构
限元 模型 无法 反 映实 际结 构 中接触 刚度 对 系统 动 力特 性 的影 响 ， 而 造 成模 型 整 体 刚 度 与实 际 结 从
２ 有 限 元模 型
２ １ 采 用粘接 结合面建模 －
模 型 中不考 虑 螺栓 结 构 ， 接 将 ２个 Ｌ形 梁 直
Ａ 和 Ｂ以粘 接 （ Ｕ 的方式 进行 处 理 。螺栓 预 ＧＬ Ｅ） 紧力 由直 接施 加在 被联 接件 与螺 栓头 和螺母 的接 触 面上 的压 力来 模 拟 。螺 栓 预紧力 计算 公 式如 公
王 克 明 （ ９ ４一） 男 ， 宁 沈 阳 人 ， 授 ， １５ ， 辽 教 主要 研 究 方 向 ： 空 发 动 机 强 度 、 动 及 噪 声 ， ． ｉ ｗｋ ０ ＠ １６ ｃｍ。 航 振 Ｅｍａｌ ｍ３ ８ ２ ，ｏ ：
第 ２期
赵 帅 ， ： 等 螺栓 联接 结构振 动特 性有 限元 分析 方 法的研 究
Ｔｈｅ ｓｕｄｙ ｏ ｈｅ ｄ ｎａ ｉ ｈ ｒ ｃ ｅ ｉｔｃ ｆ ａ ｂ ｌ・ ｏ ｅ ｔ ｄ ｔ ｆ ｔ ｙ ｍ ｃ ｃ ａ ａ ｔ ｒ ｓｉ ｓ ｏ ｏ ｔｃ ｎｎ ｃ ｅ
ｓｒ ｔ ｅ ｂ ｎ ｔ ｌｍ ｅ ｔａ ａ ｙ ｉ ｅ ｈ ｄ ｔ ｕｃｕｒ ｙ ｆ ｉｅ ｅｅ ｎ ｎ ｌ ｓｓｍ ｔ ｏ ｉ
图 １所 示 为 “ ” 钢 结 构 梁 Ａ 与 梁 Ｂ， 过 Ｌ形 通
三个 Ｍ６型号螺 栓 联接 在 一起 ， Ａ、 梁 Ｂ的参 数 相 同 ， ２０ｒｍ， ４ ｌ， １ ｌ 安 装 边 高 长 ０ ｎ 宽 ０ｍｎ 厚 ０ｍｉ， ｌ
７８ ０ ／ｍ。 ０ ｋｇ
０． ３。
４ ０ｍｍ， １ Ｉ ｌ 材 料 属 性 如 下 ：密 度 为 厚 ０ Ｉｌ。 ｌ Ｙ 弹性 模量 为 ２ ０×１ “Ｐ ，白松 比为 ． ０ ａ
系统 中 ， 由于 连 接 面 的存 在 ， 度 损 失 可 达 ２ ％ 刚 ０
～
３ ％ ， 而使 系统 固有 频率 （ 别是 基 频 ） 降 ０ 从 特 下
此 类 问题 ， 计 算 结果 与其 他 数 值 方 法 得 到 的结 将
果 和试 验结 果相 比较 ， 证 了有 限 元 方 法 的有 效 验 性 和 准确性 ¨ ” 。 ｊ
文 章 编 号 ： ０５—１４ （０ ２ ０ ０ １ ０ ５ ２９ ２ ８ ２ １ ） ２— ０ ８— ０
螺 栓 联 接 结 构 振 动 特 性 有 限元 分 析方 法 的研 究
赵 帅 ，王克 明 ，慕 鹏 ，缪 辉 ，艾 书 民
（ 沈阳航空航 天大学 航空航天工程学部 （ ） 辽宁 沈 阳 １０ ３ ） 院 ， １ １６
变 。航 空发 动 机 各 联 接 段 之 间 的 连 接 刚度 对
机 匣整体 的动力 特 性 有 很 大 的影 响 ， 装 边 的存 安 在 对动 力特 性 的影 响主要 表现 在联 接部 位局部 刚 度 的 降 低 ， 而 影 响 整 体 刚 度 的分 布 和 动 力 特 进 性 Ｊ ２。有 关 文献 资料 表 明 ， 有 螺 栓联 接 结 构 的 在
１ ９
本 文 基 于 有 限元 方 法 对 试 验 件 进 行 接 触 分
析， 并将计算结果 与试 验结果进行 比较 ， 得到结 论 。为简 化模 型 ， 以研究 分析 方 法为 目的 ， 本文 以
螺 栓联 接 结构 的 “ 形 实 验件 来模 拟 航 空 发动 机 Ｌ” 的机 匣安装 边 。利 用 有 限元 仿 真 方 法 ， 别 建 立 分
，
４ ４ ３ ３ ２ ２ １ １
如 ∞如 ∞ 如∞ 如 ∞如 ０ Ｏ ０ Ｏ ０ Ｏ Ｏ Ｏ ０ ０
图 ３ 采 用 粘 接 方 法 计 算 得 到 的 频 率 趋 势
可 以看 出 ， 改变 了螺栓 的预紧力 后 ， 在 采用粘
接方 式对 螺栓 联 接结 构进 行 分 析 ， 各 阶模 态 频 其 率不 发生 变 化 ， 实 际情 况 不 相 符 。这 是 因为 采 与 用粘 接方 式 时 ， 限 元 软件 将 联 接 面 视 为 刚性 联 有 接， 因此采 用 粘 接 结 合 面 （ Ｌ ） 式 建 立 的有 ＧＵ 方 Ｅ
第２ 卷 第２ ９ 期
２０１ ２年 ４月
沈 阳 航 空 航 天 大 学 学 报
Ｊｕ ａ ｏ ｈ ｎ ａ ｇＡｅ ｓａｅＵ ｉｅｓ ｙ ｏ ｒ ｌ ｆ ｅ ｙｎ ｒ ｐｃ ｎｖ ｒ ｔ ｎ Ｓ ｏ ｉ
Ｖ Ｏ１ ２ Ｎｏ ２ ．９ ．
Ａ ｐ ． ２ ０ ２ ｒ １
Ｌａ ｒ ｎ ｔ ｄ ｆｎ ｔ ｌｍ ｅ ｔｍ ｏ ｅ ｅ ｓ ｔｕ ，ｇ ｔ ｎｇ ｔ ｅ ｎ ｔ ｒ ｌｆｅ ｕ ｎｃ ｆｔ ｅ ｓ ｔｍ ｎｄ ｔ ｅ ｎ ｒ ａ ｇ ａ ｇｅ ｍｅｈｏ ｉｅ ｅｅ ｎ ｄ ｌａ ｅ ｐ ｉ ｒ ｅ ｔ ａｕ ａ ｑ ｅ ｙ ｏ ｙｓｅ ａ ｏ ｍ ｌ ｉ ｈ ｒ ｈ ｈ
扭 矩扳 手施 加 的扭矩分 别 为 １ ｍ、 ｍ 和 ５ ３Ｎ Ｎ Ｎ 计 算 出各 个 螺 栓预 紧 力 ， 后用 直 接 法施 加 ｍ， 之 在模 型上 ， 析 其 弯 曲模 态 的频 率 。 图 ３为采 用 分 粘接 方法计 算 分析所 得模 态频 率趋 势 图 。
１ 几 何 模 型
航 空 发动 机 机 匣一 般 由若 干 段组 成 ， 段 之 各 间有 接触 面 ， 它们 之 间 用 螺栓 联 接 的安 装边 联 接 在一 起 。这些 接触 面 的存在 必然 使接 触 区域 的刚
度 产 生 变 化 ， 而 导 致 整 个 系 统 振 动 特 性 的 改 从
动特性 时考 虑接 触 刚度 的影 响就很 有必 要 。
ｍｏ ｅ ．Ｕｓｎ ｈ ｎ ｔ ｌ ｍｅ ｔｓ ｆｗａ ｅ，ｔ ｅ ｉ ｆｕ ｎ ｅ ｏ ｉｆ ｒ ｎ ｒ ａ ｄ ｓ ｏ ｅ ｖｂｒｔｏ ｈ ｒｃ ｄｓ ｉ ｇ ｔ ｅ ｆ ｉ ｅｅ ｎ ｏ ｔ ｒ ｉ ｅ ｈ ｎ ｅ ｃ ｆ ｄ ｆｅ ｅ ｔｎｏ ｌ ｍ ｌｍｏ ｅ ｎ ｔ ｉ ａｉ ｎ ｃ ａ ａ — ｈ
摘要 ：复杂的联 接结 构是 由多个子结构组合而成 ， 从而形成接触 面。研究表 明 ， 其接触刚度显著影 响系统 的动力学特性 。以螺栓联接结构 的“ 形 实验件 为例 ， Ｌ” 利用有 限元软件 建立 了系统 的粘结 结合面模 型和罚 函数法接触模 型 ， 获得 了系统 固有频率 以及振 型 ， 比实验结果 ， 对 分析 了不同建模
Ａｂｓｒ ｃ ｔ ａ ｔ：Ｃｏ ｌ ａｅ ｏｎ ｅ ｔｎ ｔｕ ｔ ｒ ｓ ａ ｅ ｃ ｍｐ ｅ ｆ ｓ ｖ ｒ ｌｓ ｂ ｔｕ ｔｒ ｓ ｏ ｍｉ ｇ ｔ ｎ ｅ ｆ ｃ ． ｍｐ ｉ ｔ ｄ ｃ ｎ ｃ ｉ ｇ ｓｒ ｃｕ ｅ ｒ ｏ ｏｓ ｄ ｏ ｅ ｅ ａ ｕ ｓｒ ｃｕ ｅ ，ｆ ｒ ｎ ｈｅ ｉ ｔｒａ ｅ ｃ
方 式 对 系 统振 动特 性 的 影 响 。
关键 词 ： 接触刚度 ； 限元 方法 ； 有 振动特性 ； 螺栓
中图 分 类 号 ： ２ ４ ３ Ｖ １ ． ＋３ 文 献标 志 码 ： Ａ ｄ ｉ１ ．９ ９３ｉ ｎ２ ９ １４ ．０ ２０ ．０ ｏ：０ ３ ６／．ｓ ．０ ５— ２ ８２ １ ．２０ ５ ｓ
了粘接 结合 面模 型 和罚 函数 法 有 限 元 模 型 ， 得 获
了系统 弯 曲模 态的 固有频 率 以及 主振 型 。其结 果 与 实验 结果 对 比分 析 ， 到不 同建 模 方 式 对 系 统 得
振 动特性 计算 结果 的影 响 。