基于Iwan模型的螺栓连接结合面非线性等效模型

摘要

螺栓连接结构在机械装备中应用广泛,但进行螺栓连接结合面动力学建模时,大量的结合面接触单元会导致计算效率低等问题,因此建立其简化等效模型具有重要意义。针对螺栓连接结合面恢复力及位移的滞回特性,基于修正的离散Iwan模型,对滞回曲线离散化得到Iwan模型参数,在ANSYS中用COMBIN40、COMBIN14、MASS21单元建立其等效模型。验证等效模型在不同载荷下静力滞回特性,滞回曲线面积误差小于10%,相关性误差小于1%;对动态特性进行验证,冲击和简谐激励下的响应和接触模型吻合较好。研究结果表明,所建等效模型单元数量大幅减少,计算效率提高,可以用于复杂装配体的接触简化并计算动态响应。