结构连接的非线性检测与建模

发布时间：2017-03-29 23:25

  本文关键词：结构连接的非线性检测与建模，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：螺栓连接是工程结构中最常用的连接方式之一。在受到变载荷时,螺栓连接结构的动力学特性会随着外加载荷的变化而发生明显的改变,从而表现出非线性的特性。对于一些精度要求不高的结构,通常忽略螺栓连接处非线性的存在。然而,对于一些精度要求较高的结构,比如航天器、精密仪器等,忽略螺栓连接带来的非线性往往会使理论分析与实验结果之间产生较大的误差。因此,建立螺栓连接的力学模型对于准确分析工程结构的力学特性十分重要。本文研究由螺栓连接带来的结构非线性尤其是边界非线性的检测与建模等问题。主要研究内容和结果如下:1.通过描述函数法对非线性结构模型进行拟线性化,继而引入非线性指数,判断非线性在结构中所处的位置以及类型。同时,基于描述函数理论和非线性方程迭代求解算法,实现非线性结构在不同激励力下的响应预测。2.针对结构非线性边界的响应无法直接测量这一工程中普遍存在的实际问题,基于模型修正以及描述函数法提出一种无需测量边界响应的非线性参数辨识方法。3.利用上述方法,对含有非线性的多自由度仿真模型进行了研究。一是根据非线性指数,判断非线性的位置以及类型;二是利用曲线拟合方法辨识非线性参数,并根据迭代方法计算结构在不同激励力下的响应。在假设非线性边界响应不可测的前提下,利用模型修正以及描述函数法对边界非线性参数进行辨识,验证了上述方法的有效性。4.通过实验对一含有边界非线性的蜂窝板结构进行了研究。首先研究螺栓的数目以及预紧力矩对结构频响特性的影响,之后判断出结构中非线性位置以及类型,辨识非线性参数,并最终建立起非线性元素的力学模型。
【关键词】：描述函数 非线性指数 边界非线性 参数辨识 模型修正
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TB12
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-13
• 第一章 绪论13-20
• 1.1 引言13-14
• 1.2 螺栓连接结构的建模方法14-18
• 1.2.1 参数求解法14-15
• 1.2.2 有限元法15-17
• 1.2.3 其他方法17-18
• 1.3 本文研究内容与结构安排18-20
• 第二章 结构非线性检测与建模方法20-37
• 2.1 描述函数法20-21
• 2.2 非线性指数21-22
• 2.3 线性频响函数的合成22-26
• 2.3.1 Poly-Max模态参数识别23-24
• 2.3.2 子空间参数辨识方法24-26
• 2.4 非线性类型的确定26-28
• 2.5 基于描述函数法的迭代算法28-29
• 2.6 基于边界不可测条件下的非线性参数辨识29-32
• 2.7 优化方法32-34
• 2.7.1 拟牛顿法32-33
• 2.7.2 NM法33-34
• 2.8 结构的模型修正34-36
• 2.9 小结36-37
• 第三章 非线性多自由度系统的仿真研究37-52
• 3.1 非线性多自由度系统37-38
• 3.1.1 含一个非线性元素的多自由度系统37
• 3.1.2 含两个非线性元素的多自由度系统37-38
• 3.2 系统的非线性检测38-44
• 3.2.1 系统在不同激励力下的频响函数38-39
• 3.2.2 系统的非线性指数39-41
• 3.2.3 系统的非线性类型41-44
• 3.3 非线性参数辨识44-47
• 3.4 非线性元素的恢复力曲线47-50
• 3.5 基于迭代方法的非线性系统响应计算50-51
• 3.6 小结51-52
• 第四章 板结构的非线性参数辨识52-65
• 4.1 实验装置简介52-54
• 4.2 非线性研究流程图54
• 4.3 实验过程54-56
• 4.4 实验结果56-60
• 4.5 结构非线性定位60-61
• 4.6 非线性类型的确定61-62
• 4.7 结构非线性参数辨识62-64
• 4.8 小结64-65
• 第五章 总结65-66
• 5.1 本文主要的工作与贡献65
• 5.2 未来工作的展望65-66
• 参考文献66-70
• 致谢70-71
• 在学期间的研究成果及发表的学术论文71

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 陈学前;杜强;冯加权;;螺栓连接非线性振动特性研究[J];振动与冲击;2009年07期

2 何国军;竺润祥;尹云玉;王提敏;;考虑连接刚度的导弹固有特性分析[J];强度与环境;2006年01期

3 郑晓亚;张铎;姜晋庆;;连接刚度对导弹固有特性的影响[J];弹箭与制导学报;2005年SC期

中国博士学位论文全文数据库 前2条

1 栾宇;航天器结构中螺栓法兰连接的动力学建模方法研究[D];大连理工大学;2012年

2 杨华;基于子空间方法的系统辨识及预测控制设计[D];上海交通大学;2007年

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 宋波涛;飞行器结构考虑连接面刚度的固有特性计算研究[D];西北工业大学;2003年

  本文关键词：结构连接的非线性检测与建模，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：275697