典型機械連接結(jié)構(gòu)有限元建模與實驗驗證研究.pdf

1、本文以某重點課題為研究背景,采用理論分析、數(shù)值計算和實驗測試相結(jié)合的方法,對典型機械連接結(jié)構(gòu)的建模理論與方法進行探討研究,主要內(nèi)容包括:
　　 (1)對經(jīng)典的結(jié)構(gòu)模態(tài)分析理論進行對比分析,重點闡述粘性阻尼和結(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械力學(xué)特性,以及在工程領(lǐng)域中對這些連接結(jié)構(gòu)的處理經(jīng)驗,借助于ANSYS軟件建立典型機械連接結(jié)構(gòu)的有限元模型。焊接建模時分別采用整體建模(忽略焊縫)、MP

2、C約束模擬焊接關(guān)系、實體單元處理焊接處三種方法;采用梁單元、實體單元以及耦合節(jié)點法模擬螺栓連接;采用梁單元、彈簧單元、以及剛性連接來模擬鉚接。利用三種建模方法對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)的固有振動頻率和振型進行了數(shù)值計算,通過對比分析,發(fā)現(xiàn)采用不同的模擬方法對焊接和螺栓連接結(jié)構(gòu)的模態(tài)計算結(jié)果影響不明顯,但對鉚接的計算結(jié)果影響較明顯。此外,還建立了'T'型鋼質(zhì)懸臂梁和簡支梁的有限元模型,研究了固支端螺

3、栓連接和簡支端銷軸連接的不同模擬方法對結(jié)構(gòu)模態(tài)計算結(jié)果的影響。
　　 (2)根據(jù)模態(tài)分析和測試實驗技術(shù),結(jié)合實驗室現(xiàn)有實驗條件,建立了錘擊法模態(tài)測試實驗系統(tǒng)。利用該系統(tǒng)分別對不同連接結(jié)構(gòu)的鋁合金板結(jié)構(gòu)和鋼質(zhì)梁結(jié)構(gòu)進行了模態(tài)特性測試研究,每種工況同時進行三組測試,得出了所有試件在Z向的自由振動固有頻率和振型,將測試結(jié)果的平均值與理論計算結(jié)果進行對比分析,對各種建模方法的準確程度進行了評估。
　　 (3)通過選取修正參數(shù)、狀