0 引 言

螺栓連接是機械結構中廣泛運用的一種連接形式，當機械結合部收到外加復雜動載荷作用時，表現出復雜的動力特性，嚴重影響機械結構的整體動態性能。本文針對為汽車制造行業專門設計的某新構型臥式加工中心，其立柱與床身連接結合處采用12組高強度螺釘連接，而栓接結合面剛度具有明顯的非線性特性，動態特性較為復雜，常常是機械結構整體剛度的重要組成部分，有時甚至是整體剛度的薄弱環節，影響整機的動態特性，從而嚴重影響該新構型加工中心的加工精度。因此，建立合適的結合部剛度模型進行分析論證顯得尤為重要。

在被連接件剛度計算方面，ZHU［1］用空心圓柱體、圓錐體與球體等形狀等效被連接件的壓應力分布區域，為被連接件剛度的計算提供了途徑，WILF-MANJ等［2］假設垂直軸截面方向的壓應力均勻分布，其大小隨軸向位置變化而變化。以上文獻只是針對被連接件剛度進行計算，并未考慮結合面接觸剛度。

通過有限元法提取彈性應變能來計算螺栓連接結合部剛度的新方法。建立了螺栓連接的T形件的整體剛度模型，并分析其在循環載荷作用下的力學特性。Naruse等［6］應用有限元法分析了彎矩作用下單個螺栓連接的非線性彎曲剛度，并考慮了結合面接觸條件的影響。上述文獻考慮了結合面的剛度影響，并給予相關計算，但未對結合面剛度給予相應的等效處理。