连接结构微振动传递机理实验探究

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1、连接结构微振动传递机理实验探究曹颖2015年6月中图分类号：UDC分类号：连接结构微振动传递机理实验探究作者姓名曹颖学院名称宇航学院指导教师周春燕副教授答辩委员会主席董春迎教授申请学位工程硕士学科专业航天工程学位授予单位北京理工大学论文答辩日期2015年6月Experimentalresearchonthemechanismofmicro-vibrationtransmissioninconnectingstructuresCandidateName：YingCaoSchoolorDepartment:SchoolofAerospaceEngineeringFacultyMentor:

2、A.P.ChunyanZhouChair,ThesisCommittee：Prof.ChunyingDongDegreeApplied:MasterofEngineeringMajor：AerospaceEngineeringDegreeby:BeijingInstituteofTechnologyTheDateofDefence：June，2015研究成果声明本人郑重声明：所提交的学位论文是我本人在指导教师的指导下进行的研究工作获得的研究成果。尽我所知，文中除特别标注和致谢的地方外，学位论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京理工大学或其它教育机构的学位或证书

3、所使用过的材料。与我一同工作的合作者对此研究工作所做的任何贡献均已在学位论文中作了明确的说明并表示了谢意。特此申明。签名：日期：北京理工大学硕士学位论文摘要由于外太空微小陨石的撞击，太阳辐射压力等复杂的环境背景因素以及姿态机动，卫星变轨，载荷启动与停止等等因素，经常会导致在轨卫星产生相应的动力学响-1应，所引起相应的结构频率高达1000Hz,幅值低于10g，这个过程被称之为微振动干扰。螺栓连接和胶接连接作为航天器平台中最常见的两种连接方式，对微振动的传递起着非常重要的作用。早期的动力学研究中，常常将结合面看成是刚性接触，即不存在相对运动，但是随着研究的深入，人们发现，连接处的螺栓和树脂

4、胶是航天器平台上无源阻尼和非线性刚度的主要来源。螺栓和胶接连接结构会影响整体结构的固有频率，模态振型，阻尼等等，从而使其表现出非线性的力学特性，因此对螺栓以及胶接固定结合面进行深入研究具有尤为重要的现实意义。根据前人对连接界面滑移耗能现象的研究，在理论方面，本文对承受剪力螺栓连接件简化模型的耗能公式进行了推导，得出了在该研究条件下，模型的力-相对位移解析表达式，并且通过Matlab软件画出了相应迟滞回线图形，通过代入不同的压强模型,最终得到耗能与激励力，耗能与相对位移所存在的幂次方关系。为了得到相应加工试件的模态参数，即获取结构的固有频率、振型和阻尼比我对加工好的实验试件进行了试验模态

5、分析。针对前面的理论分析，我还对相应的多组螺栓和胶接连接结构的实体试件进行了实验方面的研究。实验过程中，利用激振器来提供外界的激励力，通过力传感器，加速度传感器，LMS数据采集系统来采集分析处理相应的信号。整个过程中，通过改变不同的扭矩，频率，激励力大小来对实验试件进行对比实验测试。最终获取不同实验条件下的加速度值和力值的数据。再利用Origin软件对加速度数据进行两次积分处理，得到位移数据，将数据最终进行汇总，相应的就可以得到螺栓和胶接连接结构的能量耗散与激励力和相对位移的关系图像,并与上面提到的理论公式进行对比分析,最终得出结论。关键词：螺栓连接；胶接连接；微振动工况；模态分析；固

6、有频率；摩擦耗能；I北京理工大学硕士学位论文AbstractThemicrometeoriteimpactsinouterspaceandsolarsystemradiationpressureconstitutedacomplexenvironmentalbackgroundfactors.Inadditiontothesethereareotherfactorssuchasattitudemaneuvers,satelliteorbit,loadstartupandshutdown.Allthisfactorsresultincorrespondingsatellitedynami

7、cresponse.Thisprocessiscalledmicro-vibrationdisturbances.Itmeansfrequencyisasmuchas1000Hz,andamplitudeis-1lessthan10g.Boltedandbondedconnectionsarewidelyusedinspacecraftstructure,anditisofgreatsignificancetostudythedynamicso