● 摘要
在飞行器连接结构中，由于连接面的存在，使得连接面刚度和阻尼发生非线性变化，因而给结构动力学分析带来困难。文中采用了接触理论有限元数值方法加特征值计算的方法来分析考虑连接面结构的固有特性和频率响应问题。接触问题涉及应力集中、边界非线性、甚至材料或几何非线性。本文通过对接触问题有限元数值方法的研究，推导了接触增量方程，介绍了接触问题的形式及判断新接触的准则。文中从动力学方程入手得到求解结构固有特性的实质问题，介绍了求解大型特征值问题的常用方法，并通过计算实例选择一种较优的特征值求解方法。而后介绍了频率响应数值分析方法，并比较了两种方法的优缺点及其具体使用环境。作者列举了飞行器上典型的连接形式，对其刚度特性和载荷传递路径进行分析，并提出合理的解决接触问题的物理模型。最后对飞行器上光学探测仪进行考虑连接面的全结构建立有限元模型，研究了探测仪底座连接面螺栓强度对固有特性的影响；而后分析了连接面上不同连接件个数和预紧力大小对结构系统频率响应的影响，对于特定工况要求给出合适的连接建议，体现接触理论有限元数值法加特征值计算方法的工程实用价值。