螺栓连接结构的一种简化数值模拟方法

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1、万方数据第7期2012年7月机械设计与制造MachineryDesign＆Manufacture16S文章编号：1001—39卯(2012)07一0165—03螺栓连接结构的一种简化数值模拟方法杨敏(中国工程物理研究院总体工程研究所．绵阳621900)ASimp¨fiedNumer．caISimuIationApproachesforBOItedJOintC0nnectionsYANGMin(1nstituteofSystemEngineering，CAEP’P．O．BOX919—402，Mianyang621900，China)懈忡^■一-"咿m州，¨—

2、^9¨噜+^"’^^‘t^^t4^t^’^—卓—$+懈^■州Ⅲ+h9㈨“■“up^^十～p”噜+州。～要】螺栓连接广泛存在于航空、航天以及武器等工程实际结构中。对剪切式8．8级中6螺栓螺；【摘栓连接结构，利用50t结构试验机，研究一种典型螺拴连接结构的非线性静力学行为。实验设计了整体；对比试验件、研究型试验件，其中整体对比试验件用于分析、量化试验及材料性能的分散性及消除端部：效应。研究型试验件用于研究螺栓连接结构的非线性静力学行为及非线，}生力一位移内蕴关系。通过实验{研究，初步建立剪切式螺栓连接件唯象等效模型，将获得该模型推广应用至一种典型螺栓连接结构的

3、i连接单元简化数值模型。最后，将螺栓连接结构简化计算结果同试验、精细模型结果进行了对比分析，{验证了使用连接单元对螺栓连接结构进行简化有限元数值模拟的有效性。；关键词：螺栓连接；唯象；有限元；极限载荷《【AbstractJ￡}o胁d扣i小str∽￡¨re5tl】∞彬施!咖啪ed流伽泐如nP，l∥胎eri昭，口町n酽e，画neering帆d面r；n糯口，，地me，痧，lee以ngcowe，孔i昭f如60血ed'，oimco凡船c￡幻凡矿sk甜8．8gm如66础，协凡。以i鹏祈炒s￡删一《i￡s6P磊他泌栅∞s￡列如d6)，50ts￡rw￡珏陀￡es#i昭m钟

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6、n船ct洒HeleH配mof￡heboltedioim似∞口er疵a；Keywords：Bo№dJoint；Phe呻menologi∞lModel；FjIliteEl咖entMethod；LimitL响di中图分类号：THl6，THl22，IJ445．58+l文献标识码：Al引言螺栓连接广泛存在于航空、航天以及武器等工程实际结构中。在工程结构中，螺栓连接的合理设计直接关系到结构的可靠性、安全性和性能。当工程结构受到冲击或振动载荷作用时，已处于一定预紧状态的螺栓连接件会发生预紧状态的改变，甚至发生螺栓松脱，导致武器结构性能降低或失效，试验表明，螺栓等许多连接

7、结构的刚度和阻尼具有不连续性、迟滞性、时变、分段线性、刚度硬化等多种非线性特性㈣l，在工程结构中要完全、准确地模拟其性能非常困难，特别是在含有大量连接结构的复杂工程结构中几乎是不可能完成的任务。对8．8级书6螺栓，通过实验研究．初步建立剪切式螺栓连接件唯象等效模型，将获得该唯象模型推广应用至一种典型螺栓连接结构的连接单元简化数值模拟。最后。将螺栓连接结构简化计算结果同试验、精细模型结果进行了对比分析，验证了使用连接单元对螺栓连接结构进行简化有限元数值模拟的有效性。★来稿日期：20lI—09—202连接结构力学行为研究发展现状在有限元法出现之前，对于螺栓连接

8、结构力学行为的研究一般都采用与文献叫p差不多的近似理论和宏观测试(