發(fā)布時間：2021-02-11 09:15

　　為了提高螺栓聯(lián)接復(fù)合結(jié)構(gòu)振動分析的效率,提出用聯(lián)接層模型模擬螺栓結(jié)合部進(jìn)而求解復(fù)合結(jié)構(gòu)振動特性的方法。首先,描述該聯(lián)接層模型的建模理念,即在考慮螺栓聯(lián)接力學(xué)影響的基礎(chǔ)上用被聯(lián)接件的一部分作為聯(lián)接層來模擬螺栓結(jié)合部的力學(xué)行為。接著,確定影響螺栓聯(lián)接復(fù)合結(jié)構(gòu)振動特性的聯(lián)接層模型參數(shù),包括密度、厚度（層數(shù)）和彈性參數(shù)等,并提出利用類比法及模型修正技術(shù)來確定這些待定參數(shù)的方法。最后,以螺栓聯(lián)接TC500碳纖維/樹脂梁為對象進(jìn)行實(shí)例研究。結(jié)果顯示,該聯(lián)接層模型可以再現(xiàn)復(fù)合梁結(jié)構(gòu)的振動特性,經(jīng)過模型修正后,通過仿真計(jì)算獲得的前6階固有頻率與實(shí)測值的最大偏差為4.22%,從而證明了所提建模方法的合理性。 

【文章來源】：噪聲與振動控制. 2020,40(02)

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

螺栓聯(lián)接復(fù)合材料件的模型

這里提出一種基于遺傳算法[14–15]的有限元模型修正方法，可較為精確地確定聯(lián)接層彈性參數(shù)，其計(jì)算流程見圖2。上述迭代計(jì)算過程可簡要描述如下：在有限元軟件中計(jì)算包含聯(lián)接層模型的螺栓聯(lián)接復(fù)合材料結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的固有頻率及相關(guān)振型；將其數(shù)據(jù)導(dǎo)出提供給遺傳優(yōu)化算法；通過不斷更新聯(lián)接層的彈性參數(shù)（設(shè)計(jì)變量）來迭代計(jì)算目標(biāo)函數(shù)；當(dāng)不滿足收斂條件時，將修正的彈性參數(shù)重新傳遞給有限元軟件進(jìn)行固有特性分析計(jì)算；當(dāng)滿足收斂性條件（這里以達(dá)到最大迭代次數(shù)或者達(dá)到設(shè)定的目標(biāo)函數(shù)最小值為收斂條件）時，結(jié)束迭代計(jì)算，獲得較為精確的聯(lián)接層參數(shù)。實(shí)際上這個聯(lián)接層彈性參數(shù)確定的過程也是所創(chuàng)建的復(fù)合材料螺栓結(jié)合部聯(lián)接層模型的修正過程。

這里以復(fù)合材料螺栓聯(lián)接梁為例，用所提出的聯(lián)接層模型分析該復(fù)合梁的振動特性。圖3為該復(fù)合梁的示意圖，用2個M6的螺栓將兩個梁連在一起并施加4 Nm的預(yù)緊力。梁的長度分別為150 mm和180 mm，寬度為60mm，厚度為2.36 mm，梁的材料為TC500碳纖維/樹脂，該類型纖維增強(qiáng)復(fù)合梁為正交鋪設(shè)，整個復(fù)合梁層數(shù)為20，每個鋪層具有相同的厚度和纖維體積分?jǐn)?shù)，纖維方向角為[-45°/+45°]10。復(fù)合材料TC500的彈性參數(shù)見表1。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號：3028882