陈宏威，向建华，左正兴，何联格



面向组合结构刚度非线性特性的等效模型

陈宏威1，向建华1，左正兴1，何联格2

(1. 北京理工大学机械与车辆学院，北京 100081；2. 重庆理工大学车辆工程学院，重庆 400054)

针对组合结构轴向载荷下呈现的刚度非线性特性难以计算的问题，提出了梁-双弹簧等效计算模型，研究了在包含不同材料垫片的组合结构中螺栓预紧力以及部分几何尺寸对轴向刚度非线性特性的影响．结果表明：采用铝合金垫片时，该连接组合结构的非线性特性主要表现为其轴向载荷-位移曲线在拉压状态改变时出现明显拐点；而该结构采用石墨垫片时，位移曲线在拉压阶段分别表现出非线性．相比于垫片厚度，螺栓预紧力、法兰厚度以及螺栓位置对轴向拉压刚度的影响更显著，且影响规律与所受载荷方向、垫片材料属性有关．

连接组合结构；等效模型；轴向刚度；非线性

作为一种高效的构件连接形式，螺栓连接广泛应用于构件间的紧固[1-2]．螺栓配合垫片使用时，则可以组成组合结构(以下称组合结构)，以满足其密封要求[3]．组合结构在拉压载荷下呈现轴向刚度非线性特性，这将会影响组合结构力学响应特性，进而改变其密封性能．

外力作用下的组合结构的力学响应是一种典型的接触问题，其动力学分析主要分为两个方面：一方面，深入分析接触面之间的接触原理，在此基础上进行定量计算；另一方面，对组合结构(特别是连接部分)中的……