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螺栓连接结构冲击实验不确定性分析

万强  肖世富  张方举  何鹏  
【摘要】:在武器装置中,螺栓连接是一种重要的承力与传力结构,螺栓是该结构中不可缺少的零件。在结构的跌落撞击过程中,在螺栓连接的结构中传播着由冲击产生的应力波。应力波的传播与衰减规律及其测量准确与否对武器结构的破坏和失效研究有着重要的意义。由于结构的复杂性,测试过程的不确定性因素多,会给实验结果的测量带来大量的不确定性。同时给数值模型的确认带来困难。为了更好的确认螺栓连接结构冲击动力学有限元数值模型,本文结合数值模型设计了如图1所示的螺栓连接结构冲击实验装置。该结构端部采用八个螺栓固定在刚性支座上,球壳和柱壳在测试过程中分别采用四螺栓和八螺栓连接,同时施加不同的螺栓预紧力。弹丸的冲击速度控制在20m/s。加载方式一为图1所示的从外部用圆柱性弹丸冲击球壳外顶部,加载方式二为从内部用带圆头的圆柱形弹丸冲击球壳内顶部。测试球壳和柱壳上的轴向应变、环向应变和加速度响应。通过对应变响应的分析,研究影响测量结果的不确定性因素(如弹丸撞击点的不确定性,预紧力施加的不确性,螺栓个数等)并大致量化不确定性因素的影响程度。通过对实验不确定性的分析研究,为螺栓连接结构冲击动力学数值模型的确认打下基础。

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