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捕获螺栓结构非线性的子结构界面缩减技术( Substructure Interface Reduction Techniques to Capture Nonlinearities in Bolted Structures )
A Singh MS Allen RJ Kuether
结构动力有限元模型通常使用多点约束(MPC)将螺栓连接节点附近的自由度压缩到一个节点，然后用线性弹簧或非线性单元将其连接到邻近的结构上。当系统中存在多个关节时，可伸缩性成为一个问题，因为每个关节都需要自己的模型来捕捉非线性行为。虽然这增加了计算成本，但更大的问题是联合模型的参数未知，因此必须解决潜在数百个未知变量的非线性模型修正问题，以使模型与测量值拟合。此外，传统的MPC方法在如何处理界面柔性方面受到限制（即对于刚性杆单元，界面没有柔性）。为了解决这一缺点，本文提出了一种新的方法，将接触界面简化为一组模态自由度，这些模态自由度保留了界面的灵活性，并且能够同时对多个关节进行建模。具体而言，采用系统级特征约束（S-CC）约简将接触界面处的运动约简为少量形状。为了捕捉节理微滑移过程中存在的滞回和能量耗散，将滞回单元应用于少量S-CC形状。在自由端单节点悬臂梁的二维有限元模型上，将该方法与传统的MPC方法（采用刚性杆单元）进行了比较。对于所有的方法，一个四参数Iwan单元被应用到界面自由度，以捕捉振幅相关的模态频率和阻尼随振幅的变化。
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