C_SiC陶瓷基复合材料螺栓连接件的振动响应特性及防松性能_郝秉磊

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1、复合材料学报第３１卷第３期６月２０１４年ＡｃｔａＭａｔｅｒｉａｅＣｏｍｐｏｓｉｔａｅＳｉｎｉｃａＶｏｌ．３１Ｎｏ．３Ｊｕｎｅ２０１４文章编号：１０００－３８５１（２０１４）０３－０６５３－０８Ｃ／ＳｉＣ陶瓷基复合材料螺栓连接件的振动响应特性及防松性能郝秉磊，殷小玮＊，刘小瀛，张立同，成来飞，李权（西北工业大学超高温结构复合材料重点实验室，西安７１００７２）摘要：通过对Ｃ／ＳｉＣ陶瓷基复合材料螺栓连接件的模态进行计算和试验分析，确定了其模态参数和振动响应特性；然后通过对Ｃ／ＳｉＣ陶瓷基复合材料螺栓连接件进行正弦扫频振动试验，研究

2、了拧紧力矩对螺栓连接件振动性能的影响规律；最后研究了液态聚硼硅氮烷（Ｌ－ＰＢＳＺ）对Ｃ／ＳｉＣ陶瓷基复合材料螺栓连接件防松性能的影响。研究结果表明：一阶和三阶固有计算模态频率与试验模态频率一致，因此可以采用有限元分析方法对Ｃ／ＳｉＣ陶瓷基复合材料螺栓连接件进行振动响应特性分析；采用正弦扫频振动频谱信号差值曲线分析方法可以检测螺栓连接件是否松动；ＳＥＭ观察表明，Ｌ－ＰＢＳＺ改性的Ｃ／ＳｉＣ陶瓷基复合材料螺栓连接件的螺纹副间形成陶瓷填充体，使得螺纹与螺母间有效摩擦系数和有效摩擦面积增加，因此螺母松脱退出的力矩增大，提高了Ｃ／ＳｉＣ

3、陶瓷基复合材料螺栓连接件的防松可靠性能。关键词：Ｃ／ＳｉＣ；陶瓷基复合材料；螺栓连接件；模态；振动；防松中图分类号：ＴＢ３３２文献标志码：ＡDOI:10.13801/j.cnki.fhclxb.2014.03.017Ｖｉｂｒａｔｉｏｎｒｅｓｐｏｎｓｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓａｎｄｌｏｏｓｅｎｅｓｓ－ｐｒｏｏｆｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｓｏｆＣ／ＳｉＣｃｅｒａｍｉｃｍａｔｒｉｘｃｏｍｐｏｓｉｔｅｂｏｌｔｅｄｆａｓｔｅｎｉｎｇｓ＊，ＬＩＵＸｉａｏｙｉｎｇ，ＺＨＡＮＧＬｉｔｏｎｇ，ＣＨＥＮＧＬａｉｆｅｉ，ＬＩＱｕａｎＨＡＯＢｉｎｇ

4、ｌｅｉ，ＹＩＮＸｉａｏｗｅｉ（ＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｎＴｈｅｒｍｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅＣｏｍｐｏｓｉｔｅＭａｔｅｒｉａｌｓＬａｂｏｒａｔｏｒｙ，ＮｏｒｔｈｗｅｓｔｅｒｎＰｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉ’ａｎ７１００７２，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｒｏｕｇｈｔｈｅｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌａｎｄｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌａｎａｌｙｓｉｓｏｎｔｈｅｍｏｄａｌｏｆＣ／ＳｉＣｃｅｒａｍｉｃｍａｔｒｉｘｃｏｍｐｏｓｉｔｅｂｏｌｔｅｄｆａｓｔｅｎｉｎｇｓ，ｔｈｅｍｏｄａｌｐａｒａｍｅｔｅｒｓａｎ

5、ｄｖｉｂｒａｔｉｏｎｒｅｓｐｏｎｓｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｗｅｒｅｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ．Ｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｔｉｇｈｔｅｎｉｎｇｔｏｒｑｕｅｏｎｔｈｅｖｉｂｒａｔｉｏｎｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｂｏｌｔｅｄｆａｓｔｅｎｉｎｇｓｗａｓｒｅｓｅａｒｃｈｅｄｂｙｓｉｎｅ－ｓｗｅｅｐｖｉｂｒａｔｉｏｎｏｆｔｈｅＣ／ＳｉＣｃｅｒａｍｉｃｍａｔｒｉｘｃｏｍｐｏｓｉｔｅｂｏｌｔｅｄｆａｓｔｅｎｉｎｇｓ．Ｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｌｉｑｕｉｄｐｏｌｙｂｏｒｏｓｉｌａｚａｎｅｓ（Ｌ－ＰＢＳＺ）ｏｎｔｈｅｌｏｏｓｅ－ｎｅｓｓ－ｐ

6、ｒｏｏｆｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｓｏｆＣ／ＳｉＣｃｅｒａｍｉｃｍａｔｒｉｘｃｏｍｐｏｓｉｔｅｂｏｌｔｅｄｆａｓｔｅｎｉｎｇｓｗａｓｍｅａｓｕｒｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｉｎｄｉｃａｔｅｔｈａｔｔｈｅｆｉｒｓｔａｎｄｔｈｅｔｈｉｒｄｎａｔｕｒａｌｆｒｅｑｕｅｎｃｙｏｆｔｈｅｃａｌｃｕｌａｔｉｎｇｍｏｄａｌａｒｅｃｏｎｓｉｓｔｅｎｔｗｉｔｈｔｈａｔｏｆｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｍｏ－ｄａｌ，ｓｏｔｈｅｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔａｎａｌｙｓｉｓｍｅｔｈｏｄｃａｎｂｅｕｓｅｄｆｏｒｔｈｅｖｉｂｒａｔｉｏｎｒｅｓｐｏｎｓｅｃｈａｒａｃ

7、ｔｅｒｉｓｔｉｃｓａｎａｌｙｓｉｓｏｆＣ／ＳｉＣｃｅ－ｒａｍｉｃｍａｔｒｉｘｃｏｍｐｏｓｉｔｅｂｏｌｔｅｄｆａｓｔｅｎｉｎｇｓ．Ｔｈｅｓｐｅｃｔｒｕｍｓｉｇｎａｌｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｃｕｒｖｅｓｏｆｓｉｎｅ－ｓｗｅｅｐｖｉｂｒａｔｉｏｎｃａｎｂｅｕｓｅｄｔｏｄｅｔｅｒｍｉｎｅｗｈｅｔｈｅｒｆａｓｔｅｎｅｒｓｃｏｍｅｌｏｏｓｅｏｒｎｏｔ．ＴｈｅｃｅｒａｍｉｃｆｉｌｌｅｒｓｉｓｏｂｓｅｒｖｅｄｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｓｃｒｅｗｐａｉｒｓｏｆＬ－ＰＢ－ＳＺｍｏｄｉｆｉｅｄＣ／ＳｉＣｃｅｒａｍｉｃｍａｔｒｉｘｃｏｍｐｏｓｉｔｅｂｏｌｔｅｄ

8、ｆａｓｔｅｎｉｎｇｓｂｙＳＥＭ，ａｎｄｔｈｅｅｆｆｅｃｔｉｖｅｆｒｉｃｔｉｏｎｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔａｎｄｔｈｅｅｆｆｅｃｔｉｖｅｆｒｉｃｔｉｏｎａｒｅａｉｎｃｒｅａｓｅｗｉｔｈｔｈｅｎｕｔａｎｄｔｈｅｓｃｒｅｗ，ｓｏｔｈｅｌｏｏｓｅｅｘｉｔｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｏｆｎｕｔｉｎ