航天器連接結(jié)構(gòu)非線性力學(xué)行為研究.pdf

1、作為高精尖的大型工業(yè)裝備，航天器在現(xiàn)代航天工程中扮演著越來越關(guān)鍵的角色。航天器從制造到完成使命這整個(gè)壽命周期內(nèi)，會(huì)經(jīng)歷振動(dòng)、沖擊、噪聲、加速度和微重力等復(fù)雜的力學(xué)環(huán)境，因此，為了保證航天器的正常服役，其力學(xué)性能特別是其結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)參數(shù)顯得尤為重要。航天器是典型的螺栓法蘭連接結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)該充分考慮到連接結(jié)構(gòu)的非線性力學(xué)行為。本文主要就連接結(jié)構(gòu)的建模方法及其非線性靜、動(dòng)力學(xué)特性進(jìn)行了分析研究，為合理設(shè)計(jì)航天器提供一定的參考。
　　

2、文章的主要研究內(nèi)容如下：
　　(1)本文設(shè)計(jì)了用于研究航天器結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)行為的多連接結(jié)構(gòu)，并建立了包含摩擦、接觸、間隙、預(yù)緊力等結(jié)構(gòu)非線性因素的精細(xì)有限元模型。緊接著，本文通過連接結(jié)構(gòu)的靜力實(shí)驗(yàn)與有限元計(jì)算，得到了連接部位的軸力-位移曲線，通過該曲線可以明顯觀察到，連接結(jié)構(gòu)的拉壓剛度不同這一非線性性質(zhì)，并驗(yàn)證建模方法的有效性。
　　(2)對(duì)螺栓法蘭連接結(jié)構(gòu)的非線性靜力學(xué)特性進(jìn)行了討論，闡述了連接結(jié)構(gòu)的“杠桿效應(yīng)”和“環(huán)狀效應(yīng)”

3、，利用含螺紋的全六面體精細(xì)模型分析了預(yù)緊力、螺栓長度、法蘭厚度、螺栓位置及有無螺栓盒等條件對(duì)“杠桿效應(yīng)”和“環(huán)狀效應(yīng)”的影響。
　　(3)針對(duì)Neuber準(zhǔn)則和ESED方法只能適用于局部屈服條件下的彈塑性應(yīng)力集中預(yù)測這一局限，提出了Neuber準(zhǔn)則和ESED方法的一種改進(jìn)思想，并將改進(jìn)的ESED方法用于典型受力狀態(tài)下含螺紋螺栓的彈塑性應(yīng)力集中預(yù)測，取得比原方法更好的效果。
　　(4)展開了包含連接剛度非線性的簡化動(dòng)力學(xué)建模工