连接结构动力学预测与辨识

王东，男，1988年生，博士，中国工程物理研究院总体工程研究所副研究员。主要从事连接结构非线性动力学建模与求解方法研究。承担国防基础科研核科学挑战计划专题1项，国家自然科学青年基金1项，叶企孙联合基金重点项目子课题1项。以首作者发表期刊论文20余篇（SCI检索10篇），授权发明专利2项。获“十三五国防核科学挑战英才”“中物院总体所先进青年”称号。

万强，男，1979年生，博士，中国工程物理研究院总体工程研究所研究员，博导，副所长。主要从事表面黏附接触机理和无损检测方法研究。主持国家自然科学基金3项、中物院科学技术发展基金3项。发表期刊论文120余篇（SCI检索50余篇），专著3部，授权发明专利12项。获陕西省科学技术奖一等奖1项，四川省科技进步奖二等奖1项，中国力学学会科技进步奖二等奖1项。获中国科协求是杰出青年奖，四川省青年科技奖，中物院邓稼先青年科技奖。入选四川省学术和技术带头人，四川省“天府万人计划”科技菁英。

张周锁，男，1964年生，博士，西安交通大学教授，博导。主要从事机械设备状态监测与故障诊断方法研究。主持国家自然科学基金项目4项，国防预研项目1项。发表期刊论文40余篇（SCI检索20余篇），专著l部。获国家技术发明二等奖1项，国家科技进步三等奖1项，教育部技术发明一等奖1项。中国机械工程学会高级会员，中国振动工程学会故障诊断专业委员会理事。

第1章 绪论

1．1 背景意义

1．1．1 必要性

1．1．2 挑战性

1．2 响应预测方面

1．2．1 连接界面的非线性动力学建模方法

1．2．2 连接结构的非线性动力学响应求解方法

1．3 系统辨识方面

1．3．1 非线性特征的系统辨识方法

1．3．2 数据挖掘的系统辨识方法

1．4 本书主要内容和结构框架

第2章 连接界面的两类非线性动力学降阶建模方法

2．1 基于粗糙面微细观接触机理的建模

2．1．1 微凸体接触模型

2．1．2 粗糙面接触模型

2．1．3 参数研究

2．2 基于数据驱动的唯象建模

2．2．1 Iwan模型

2．2．2 改进的Iwan模型

2．2．3 参数研究

2．3 小结

第3章 融合微细观接触机理和唯象模型的降阶建模方法

3．1 连接界面的精细有限元分析

3．1．1 有限元模型

3．1．2 非线性特征分析

3．2 连接界面的切向接触建模

3．2．1 单调载荷作用

3．2．2 循环载荷作用

3．3 非线性连接模型的参数辨识方法

3．4 螺栓连接结构的实验验证

3．4．1 实验设置

3．4．2 结果分析

3．5 小结

第4章 连接结构的非线性动力学分析方法

4．1 非线性动力学微分方程

4．2 谐波平衡法

4．3 非线性迭代收敛的改善方法

4．3．1 松弛迭代法

4．3．2 伪弧长延拓法

4．4 三自由度质量弹簧振子算例

4．4．1 数值仿真条件设置

4．4．2 谐波截断阶数的影响

4．4．3 非线性迭代方法的影响

4．4．4 外激励载荷幅值的影响

4．5 二维螺栓连接梁结构算例

4．5．1 数值仿真条件设置

4．5．2 非线性迭代方法的影响

4．5．3 外激励载荷幅值的影响

4．6 小结

……

第5章 复杂连接结构的非线性动力学降阶方法

第6章 基于灵敏度特征分析的非线性系统辨识方法

第7章 基于连接界面非线性载荷重构的预紧状态辨识方法

第8章 连接结构振动响应的时频域分析方法

第9章 基于自适应模式分解的敏感特征提取方法

第10章 基于状态信息相似性的连接预紧性能定量评估方法

附录

参考文献

结束语

致谢

《连接结构动力学预测与辨识》介绍了连接结构动力学研究的通用基本理论，包括动力学建模、求解和系统辨识三部分内容。

《连接结构动力学预测与辨识》首部分，针对连接界面黏滑摩擦接触行为引起的非线性特征，介绍了基于微细观接触机理和唯象模型的两类非线性动力学建模方法；第二部分，针对含局部非线性连接模型的结构动力学微分方程，介绍了谐波平衡法、高维非线性代数方程组迭代求解方法和非线性动力学降阶方法；第三部分，针对连接结构预紧状态的辨识问题，介绍了非线性系统辨识方法、动力学敏感特征提取方法和连接状态识别方法。

《连接结构动力学预测与辨识》在阐明连接结构动力学理论原理和分析方法的基础上，介绍了作者团队近年来的研究进展，并指出了工程装备结构动力学分析与性能评估面临的挑战。

《连接结构动力学预测与辨识》可作为高等院校航空航天、军工和核电等专业的高年级本科生或研究生的教材，也可为工程力学、机械工程、动力学与控制等专业的科学研究和工程技术人员提供参考。