王旭阳，张 磊，许红卫，宋少伟，张允涛

(西安航天动力研究所 液体火箭发动机技术重点实验室，陕西 西安 710100)

0 引言

振动试验是产品性能检验的最常见手段，夹具作为产品与振动台的连接件，主要用来模拟产品真实安装环境和传递振动载荷，是试验的重要组成部分[1]。夹具的模态分布情况与其传力特性密切相关，采用数值方法开展夹具动力学分析时，螺栓连接的力学模型对其结果影响甚大。

目前最常见的处理方法是将螺栓作为刚性连接构件，在夹具底板上的螺栓孔处设置固定约束条件[2-3]，该力学模型与实际中的弹性连接方式存在较大差异，影响着夹具的传力特性。

在螺栓结合面刚度研究方面，N L Pedersen将螺栓联接等效成具有一定厚度的圆管，推导出结合面刚度计算公式[4]。Lehnhoff等认为螺栓结合面的压应力呈圆锥形均匀分布，得到了同材料、同厚度连接件的刚度计算模型[5]。Wileman将有限元分析与理论计算相结合，给出了更加简化的结合面刚度经验公式[6]。上述文献的推导过程中只是针对被连接件刚度进行计算，得到的结合面刚度与螺栓预紧力无关。吉村允孝法在考虑结合面特征因素的影响，推导出不同预紧力作用下，螺栓结合部刚度等效计算公式，具有广泛的适用性[7]。

基于螺栓结合面刚度研究现状以及振动台结构特性，本文研究了4种不同的螺栓连接简化模型，结合模态试验开展对比分析，确定合适的等效动力学模型。并采用数值计算、试验验证与理论分析相结合的方法开展螺栓预紧力对夹具模态的影响规律分析工作，为试验时夹具的连接螺栓扭矩确定提供参考。……