[发明专利]一种螺栓连接模型界面参数识别方法

说明书

本发明属于连接结构动力学分析技术领域，尤其涉及一种螺栓连接模型界面参数识别方法。其包括以下步骤，S1：通过对螺栓连接结构切向界面的准静态实验，获取用于构建目标函数和计算切向参数初始值的实验数据；S2：根据S1的实验数据和预先构建的理论模型中的理论数据构建目标函数，计算切向参数初始值；S3：根据切向参数初始值对所构建的目标函数进行优化，获取切向参数辨识的结果；S4：通过对螺栓连接结构法向界面的准静态实验，获取用于线性拟合的实验数据；S5：根据S4的实验数据进行线性拟合，获取法向参数辨识的结果。本方法很好地实现了对螺栓连接装配体的动力学分析。

技术领域

本发明属于连接结构动力学分析技术领域，尤其涉及一种螺栓连接模型 界面参数识别方法。

背景技术

在工程装配结构中常伴随有机械连接的使用，常见的连接形式有螺栓连 接、铆接、拉杆连接、过盈配合等。其中，螺栓连接结构具有易于加工、便 于拆卸、承载能力高、可靠性好等诸多优点，因此在装配结构的工程应用被 大量的使用，例如航空发动机的鼓筒和机匣等连接结构。螺栓连接的存在影 响了装配结构的连续性，引起了局部刚度的非线性变化，也是装配结构阻尼 的重要来源。当承受外界复杂的负载时，连接结构也成为整个装配体上容易 出现破坏的部位。对于含有螺栓连接的装配结构的动力学特性分析，螺栓连 接非线性行为的影响也是不容忽略的。因此，对于螺栓连接的非线性特性研 究具有重要的实际与理论意义。

在以往对含有螺栓连接的装配结构的动力学分析中，常用的研究方法有 两种：一种是基于线性化的思想对连接部位进行线性处理，包括考虑被连接 件之间的位移、转角、力等的连续性条件对连接直接进行忽略，或者是将螺 栓连接等效为一个线性弹簧与阻尼的组合。这些模型忽略了螺栓连接本身的 非线性特征，这显然是不够精确的；另一种比较常用的处理方式是采用有限 元方法对连接部位进行建模，模型中往往会考虑连接界面之间的摩擦行为， 能较为精确的反映螺栓连接的非线性特性，但是往往涉及到的自由度维数会 较大，计算效率较低。

对于螺栓连接的参数识别目前主要依赖于实验手段。一种简便直接的识 别方法是采用准静态实验对螺栓结合面的迟滞行为进行分析，通过滞回曲线 对连接结构的刚度阻尼参数或者模型参数进行识别与调整。另一种方法是对 螺栓连接件进行动力学测试，通过动力学响应对所建立的模型参数进行反推。

发明内容

(一)要解决的技术问题

针对现有存在的技术问题，本发明提供一种可以很好实现对螺栓连接 装配体的动力学分析的螺栓连接模型界面参数识别方法。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

一种螺栓连接模型界面参数识别方法，包括以下步骤，

S1：通过对螺栓连接结构切向界面的准静态实验，获取用于构建目标函 数和计算切向参数初始值的实验数据；

S2：根据S1的实验数据和预先构建的理论模型中的理论数据构建目标 函数，计算切向参数初始值；

S3：根据切向参数初始值对所构建的目标函数进行优化，获取切向参数 辨识的结果；

S4：通过对螺栓连接结构法向界面的准静态实验，获取用于线性拟合的 实验数据；

S5：根据S4的实验数据进行线性拟合，获取法向参数辨识的结果。

具体地，S1具体包括，