螺栓法兰连接结构的振动仿真分析

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1、2010年6月噪声与振动控制第3期文章编号：1006—1355(2010)03-0038-03螺栓法兰连接结构的振动仿真分析高旭，曾国英(西南科技大学制造科学与工程学院，四川绵阳621010)摘要：利用ANSYS动力学分析软件建立了螺栓法兰连接结构的1／8循环对称三维非线性有限元模型，在正弦激励下对三种不同预紧力矩情况下的模型进行了瞬态动力学分析。通过ANSYS后处理对稳态响应位移信号进行微分处理得出了螺栓附近法兰上下对应节点加速度信号以及差值信号，与实验数据进行对比验证，得出预紧程度与信号的相互关系，确定所建有限元模型是可靠的。关键词：振动与波；；有限元；螺栓连接；瞬态分

2、析；差值分析中图分类号：TB123文献标识码：ADOI编码：10．3969／j．issn．1006—1355．2010．03．01lAnalysisofVibrationSimulationofBolts-FlangeConnectionStructureGAOXu，ZENGGuo—ying(CollegeofMechanicalEngineering，SouthwestScienceandTechnologyUniversity，MianyangSichuan621010，China)Abstract：UsingANSYScode，a1／8一cyclesymmetric3

3、-Dnonlinearfiniteelementmodelofbolts·flangeconnectionstructureisestablished．Nonlineartransientdynamicanalysisisdoneforthemodelwiththreedifferenttighteningtorquesundersinusoidalexcitation．UsingANSYSpost-processing，theacceler-ationsignalsandsignaldifferencesofthepairsofnodesonthetopandattheb

4、ottomoftheflangeneartheboltareobtained．Thesimulationdataiscomparedwithexperimentaldataandtherelationshipbetweenthetighteningtorquesandthesignalsisacquired．Thecomparisonresultensuresthereliabilityofthefiniteelementmode1．Keywords：vibrationandwave；finiteelement；bolt-flangeconnection；transient

5、analysis；differ-enceanalysis螺栓法兰连接方式普遍存在于装配体结构中，可以作为螺栓松动的诊断特征。也有一些学者建准确及时的判断螺栓的预紧情况对预防事故的发立螺纹连接的有限元模型：王忠素、张红玲建立生起着至关重要的作用。傅俊庆、荣见华等根据了两块螺钉连接的板结构有限元模型，对非线性接螺栓连接接触面的特征建立了螺栓连接轴向振动触问题进行了研究。薛闯等通过与实验结果验的动力学模型，得出了振动幅值、固有频率与能耗证对比的方式建立了正确、可靠的螺钉连接有限元的关系。瞿伟廉、秦文科等对高耸塔架结构建立模型。因此对于螺栓(螺钉)连接来说，建立正确、了不同螺栓松动

6、等效模型，为螺栓松动损伤诊断提可靠的有限元模型是必要的。本文采用在螺杆加供了依据。董光明、陈进等根据不同预紧力情况入预紧单元的方式来模拟法兰连接的预紧力；采用下的结构稳态响应信号分析得出谱矩因子的降低面一面接触设定合适的接触参数模拟上下法兰间的非线性接触。用有限元模型对三种不同预紧情况瞬态动力学进行分析，并与实验结果进行对比验收稿15t期：2009—07—30；修改13期：2009—08—18基金项目：国家自然科学基金、中国工程物理研究院联合资助基金证，得出预紧程度与差值信号问的关系，可以作为项目(10876034)螺栓连接状态识别的依据，同时也验证了模型的正作者简介：高旭

7、(1982一)，男，河南许昌市许昌县人，在读硕士研究确性、可靠性，该模型可以用于进一步的非线性接生，研究方向：振动测试触分析。E—mail：gaoxuswust@163．COB螺栓法兰连接结构的振动仿真分析39的完全瞬态动力学分析。获得了靠近螺栓的上下1有限元模型建立法兰上两对应节点的位移曲线，通过时间一历程处1．1法兰连接结构简介理器的后处理得到两节点的加速度变化曲线，然后由上下两个简体组成法兰连接结构，材料为将两节点加速度信号相减得到差值信号曲线。图Q235。上下简体由法兰盘上均布的八个螺栓连接，2、图3分别为