栓接结合部在动载荷下的能量耗散特性.pdf

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1、第52卷第13期机械工程学报Vol.52No.132016年7月JOURNALOFMECHANICALENGINEERINGJul.2016DOI：10.3901/JME.2016.13.141*栓接结合部在动载荷下的能量耗散特性1112李玲蔡安江阮晓光蔡力钢(1．西安建筑科技大学机电工程学院西安710055；2．北京工业大学机械工程与应用电子技术学院北京100124)摘要：研究栓接结合部在动载荷下的能量耗散特性，对描述机械系统复杂力学行为具有重要的理论和实际意义。利用Bouc-Wen模型模拟栓接结合部的迟滞非线性特性，提出在动载荷下系统能量耗散计算

2、方法和参数辨识方法。为验证所提方法的正确性，利用Mindlin模型所仿真出的非线性迟滞曲线作为栓接结合部所获得的试验数据，对Bouc-Wen模型进行参数辨识，并采用力控制方式分析Bouc-Wen模型中各个参数对系统能量耗散特性的影响规律。结果表明：随着量纲一切向力的增加量纲一能量耗散随之非线性递增；参数A、δ、γ和n对能量耗散的影响与其灵敏度相关，灵敏度越大则能量耗散的递增速率也越大；能量耗散随着参数A、γ和n的增加而增加，但参数δ则反之；栓接结合部能量耗散不仅与Bouc-Wen模型中b的参数相关，而且与系统激励频率和振幅非线性相关；量纲一切向力与量

3、纲一能量耗散之间关系可表示为η=aΓ的函数形式。关键词：栓接结合部；能量耗散特性；Bouc-Wen模型；参数辨识中图分类号：TH113；TB123EnergyDissipationCharacteristicsofBoltedJointsunderDynamicLoading1112LILingCAIAnjiangRUANXiaoguangCAILigang(1.SchoolofMechanicalandElectricalEngineering,Xi’anUniversityofArchitectureandTechnology,Xi’an7100

4、55;2.CollegeofMechanical&ElectricalEngineering,BeijingUniversityofTechnology,Beijing100124)Abstract：Theenergydissipationcharacteristicsofboltedjointsunderdynamicloadingisofgreatimportancefordescribingthecomplexmechanicalpropertiesofmechanicalsystem.Here,thehysteresisnonlinearit

5、ymodelofboltedjointsisestablishedbytheequivalentBouc-WenmodelandthecorrespondingcalculationmethodofenergydissipationandtheidentificationmethodofBouc-Wenmodelarepresented.Inordertoverifythecorrectnessofthemethods,theexperimentdataofboltedjointsisobtainedbysimulationofMindlinmode

6、l.TheparametersoftheBouc-Wenmodelareidentifed,andtheenergydissipationcharacteristicsofboltedjointsareobtainedwithdifferentforcescontrolled.Thesimulationresultsshowedthatthedimensionlesstangentialloadincreaseastheenergydissipationnonlinearincrease.TheparametersoftheBouc-Wenmodel

7、haveinfluenceontheenergydissipationthatisrelatedtoitssensitivity,themoresensitivity,thelargerincrementalrateoftheenergydissipation.Theparameters(A,γandn)oftheBouc-Wenmodelincreasesastheenergydissipationseparationincreases,buttheparameterγtheopposite.Theenergydissipationcharacte

8、risticsofboltedjointsisrelevanttotheparametersoftheBou