楔環(huán)連接結(jié)構(gòu)靜力接觸行為與動(dòng)力學(xué)特性研究.pdf

1、中國工程物理研究院博士學(xué)位論文楔環(huán)連接結(jié)構(gòu)靜力接觸行為與動(dòng)力學(xué)特性研究姓名：趙榮國申請學(xué)位級(jí)別：博士專業(yè)：工程力學(xué)指導(dǎo)教師：陳忠富20040410摘要的加速度響應(yīng)。采用擬諧波平衡方法辨識(shí)計(jì)算沖擊響應(yīng)信號(hào)中包含的前幾階頻率成分，結(jié)果表明：計(jì)算與實(shí)驗(yàn)加速度響應(yīng)峰值吻合較好(法向加速度響應(yīng)峰值計(jì)算與實(shí)驗(yàn)的最大相對(duì)誤差為1516％，切向加速度響應(yīng)峰值計(jì)算與實(shí)驗(yàn)的最大相對(duì)誤差為1469％)，計(jì)算曲線能反映實(shí)際響應(yīng)信號(hào)的衰減趨勢，且有限元時(shí)程響應(yīng)分

2、析考慮了接觸狀態(tài)的變化，因而更符合實(shí)際情況。此外，給出沖擊載荷作用下楔環(huán)連接結(jié)構(gòu)殼體軸向與周向單元以及楔環(huán)帶小端部位單元的等效應(yīng)力響應(yīng)時(shí)程曲線，結(jié)果發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)整體最大等效應(yīng)力并未出現(xiàn)在沖擊載荷作用位置，而出現(xiàn)在與沖擊載荷作用位置位于同一經(jīng)線上的上件連接部位的倒角位置處。第五章綜合利用振動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型的近似求解方法和非線性模態(tài)分析方法，驗(yàn)證兩種方法在研究結(jié)構(gòu)振動(dòng)響應(yīng)的非線性特性上的一致性，丌展楔環(huán)連接結(jié)構(gòu)振動(dòng)響應(yīng)的非線性特性辨識(shí)研究。提出

3、將等效線性化方法與Duffing模型相結(jié)合來共同進(jìn)行模型參數(shù)的辨識(shí)，前者辨識(shí)出來的等效阻尼比用于后者以模擬結(jié)構(gòu)的幅頻響應(yīng)，定量分析不同激振力幅值下結(jié)構(gòu)剛度的變化，揭示結(jié)構(gòu)剛度改變導(dǎo)致結(jié)構(gòu)出現(xiàn)軟非線性特性的力學(xué)機(jī)制，利用Duffing模型正確模擬和解釋了結(jié)構(gòu)振動(dòng)響應(yīng)中的不穩(wěn)定和跳躍現(xiàn)象。第六章基于結(jié)構(gòu)振動(dòng)傳遞特性，建立隨機(jī)激勵(lì)下楔環(huán)連接結(jié)構(gòu)隨機(jī)響應(yīng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的理論預(yù)測模型。通過低量級(jí)隨機(jī)激勵(lì)下的振動(dòng)環(huán)境實(shí)驗(yàn)，利用理論模型預(yù)測結(jié)構(gòu)在相對(duì)較高量

4、級(jí)隨機(jī)激勵(lì)下的響應(yīng)，分析結(jié)構(gòu)隨機(jī)振動(dòng)響應(yīng)的非線性程度。研究結(jié)果表明：隨機(jī)激勵(lì)條件下，結(jié)構(gòu)振動(dòng)響應(yīng)表現(xiàn)出明顯的軟非線性特性，對(duì)于相對(duì)小量級(jí)隨機(jī)激勵(lì)情形，理論預(yù)測與實(shí)驗(yàn)頻譜曲線吻合較好。第七章基于模態(tài)實(shí)驗(yàn)結(jié)果以及分析模態(tài)對(duì)結(jié)構(gòu)參數(shù)的敏度分析修正楔環(huán)連接結(jié)構(gòu)有限元模型，研究自由與固支狀態(tài)下結(jié)構(gòu)的模態(tài)，分析結(jié)構(gòu)模態(tài)頻率之間的內(nèi)共振。應(yīng)用LSDYNA3D程序進(jìn)行結(jié)構(gòu)振動(dòng)響應(yīng)的數(shù)值模擬，比較6種定頻激勵(lì)條件下結(jié)構(gòu)振動(dòng)響應(yīng)有限元計(jì)算與實(shí)驗(yàn)時(shí)間歷程曲線