典型機(jī)械連接結(jié)構(gòu)有限元建模與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證研究.pdf

1、本文以某重點(diǎn)課題為研究背景,采用理論分析、數(shù)值計(jì)算和實(shí)驗(yàn)測(cè)試相結(jié)合的方法,對(duì)典型機(jī)械連接結(jié)構(gòu)的建模理論與方法進(jìn)行探討研究,主要內(nèi)容包括:
　　 (1)對(duì)經(jīng)典的結(jié)構(gòu)模態(tài)分析理論進(jìn)行對(duì)比分析,重點(diǎn)闡述粘性阻尼和結(jié)構(gòu)阻尼系統(tǒng)的模態(tài)分析理論,在此基礎(chǔ)上分析了焊接、螺接、鉚接等典型連接的機(jī)械力學(xué)特性,以及在工程領(lǐng)域中對(duì)這些連接結(jié)構(gòu)的處理經(jīng)驗(yàn),借助于ANSYS軟件建立典型機(jī)械連接結(jié)構(gòu)的有限元模型。焊接建模時(shí)分別采用整體建模(忽略焊縫)、MP

2、C約束模擬焊接關(guān)系、實(shí)體單元處理焊接處三種方法;采用梁?jiǎn)卧?、?shí)體單元以及耦合節(jié)點(diǎn)法模擬螺栓連接;采用梁?jiǎn)卧椈蓡卧?、以及剛性連接來(lái)模擬鉚接。利用三種建模方法對(duì)上述三種連接方式連接的鋁合金'I'型、'T'型、‘十’型板件結(jié)構(gòu)的固有振動(dòng)頻率和振型進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算,通過(guò)對(duì)比分析,發(fā)現(xiàn)采用不同的模擬方法對(duì)焊接和螺栓連接結(jié)構(gòu)的模態(tài)計(jì)算結(jié)果影響不明顯,但對(duì)鉚接的計(jì)算結(jié)果影響較明顯。此外,還建立了'T'型鋼質(zhì)懸臂梁和簡(jiǎn)支梁的有限元模型,研究了固支端螺

3、栓連接和簡(jiǎn)支端銷(xiāo)軸連接的不同模擬方法對(duì)結(jié)構(gòu)模態(tài)計(jì)算結(jié)果的影響。
　　 (2)根據(jù)模態(tài)分析和測(cè)試實(shí)驗(yàn)技術(shù),結(jié)合實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)條件,建立了錘擊法模態(tài)測(cè)試實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。利用該系統(tǒng)分別對(duì)不同連接結(jié)構(gòu)的鋁合金板結(jié)構(gòu)和鋼質(zhì)梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行了模態(tài)特性測(cè)試研究,每種工況同時(shí)進(jìn)行三組測(cè)試,得出了所有試件在Z向的自由振動(dòng)固有頻率和振型,將測(cè)試結(jié)果的平均值與理論計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析,對(duì)各種建模方法的準(zhǔn)確程度進(jìn)行了評(píng)估。
　　 (3)通過(guò)選取修正參數(shù)、狀