基于螺栓连接刚度的动力学模型修正

由于螺栓连接具有简单、可靠、安装方便等优点,在实际工程中被广泛采用。螺栓连接的连接刚度介于铰接和刚接之间,工程上一般直接处理为铰接或刚接,简化处理会影响栓接结构的仿真精度。为了提高栓接结构仿真的精度,更真实地反映栓接结构的动态特性,需要根据实验测试数据确定栓接的真实刚度。本文采用六自由度弹簧模拟螺栓连接,建立栓接结构的仿真模型:以栓接刚度为设计变量,以特征向量的数值仿真结果与实验测试结果的残差最小为目标,以固有频率的数值仿真结果与实验测试结果的残差为约束,建立了优化模型。通过迭代求解优化模型得到的栓接刚度,就是使数值仿真结果与实验测试结果相匹配的栓接刚度。用栓接结构的数值仿真结果替代实验测试数据,对修正后的栓接结构进行了静力和动力分析,分析了螺栓连接结构的数值仿真误差。数值算例表明:上述模型修正方法可以确定螺栓连接的真实刚度,能够提高螺栓连接结构的数值仿真精度;可为螺栓连接结构的理论分析和工程设计提供参考。