高飞，张澍，梁国利

（航空工业新乡航空工业（集团）有限公司,新乡 473000）

引言

螺栓连接方式在机械结构中应用十分广泛，被连接的结构件在预紧力和工况载荷作用下可产生复杂的力学效应，如微小滑移、宏观滑移、粘合等现象，在外载严酷时甚至会发生大幅度分离现象。含有非线性连接结构的模态无法采用有限元方法进行计算，必须将非线性连接结构理想简化为线性结构。通常采用的简化方式有：一是忽略摩擦对接触面的影响，将通过螺栓相互连接起来的零件直接固定在一起，固有频率的仿真结果大于试验数据结果，人为增加了结构的刚度，会给结构设计带来风险；二是局部约束法，只对零件的螺栓孔附近区域进行约束，忽略了结构接触面积改变带来的刚度变化影响，一定程度上降低了结构固有频率；三是采用杆单元等模拟螺栓连接，该法忽略了接触刚度对结构的影响[1-3]。

航空产品的振动工况考核是必要的一个环节，为了缩短研发周期，防止返工情况发生，产品在方案阶段往往需要借助仿真手段对结构振动强度进行评估，由于模态分析是振动分析的基础，模态的精度对振动分析的结果至关重要，因此对于装配体，对仿真分析中螺栓连接处理方式的研究很有必要。本文对不同形式螺栓连接的工装进行了模态试验研究和仿真分析，通过对仿真结果对比、修正分析，为机械结构中采用螺栓连接的简化提供了相应的参考方法，具有实际应用价值。……