技術(shù)特征：

1.栓接結(jié)合部能量耗散特性測(cè)試裝置，其特征在于，包括力拉伸試驗(yàn)機(jī)、上試件、下試件、螺栓、應(yīng)變片、電橋、動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀、信號(hào)采集系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)；上試件與力拉伸試驗(yàn)機(jī)的上夾具固定，下試件與力拉伸試驗(yàn)機(jī)的下夾具固定；上試件和下試件通過螺栓固定；沿螺栓的螺桿軸線中心處植有應(yīng)變片，該應(yīng)變片連接電橋，電橋通過動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀連接信號(hào)采集系統(tǒng)；力拉伸試驗(yàn)機(jī)上設(shè)有用于測(cè)量力拉伸試驗(yàn)機(jī)的力和位移的力傳感器和位移傳感器，動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀、力傳感器和位移傳感器均連接信號(hào)采集系統(tǒng)；信號(hào)采集系統(tǒng)連接計(jì)算機(jī)，用于將采集的螺栓預(yù)緊力、力拉伸試驗(yàn)機(jī)的力和位移數(shù)據(jù)傳送給計(jì)算機(jī)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的栓接結(jié)合部能量耗散特性測(cè)試裝置，其特征在于，上試件與下試件結(jié)構(gòu)尺寸相同，頂部設(shè)置多處凸起，將結(jié)合面分為互不相連的多個(gè)區(qū)域，上下試件頂部凸起相互嚙合，使試件與力拉伸試驗(yàn)機(jī)在同一軸線上。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的栓接結(jié)合部能量耗散特性測(cè)試裝置，其特征在于，螺栓為M16的10.9S級(jí)高強(qiáng)度螺栓。

4.權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的栓接結(jié)合部能量耗散特性測(cè)試裝置的測(cè)試方法，其特征在于，包括以下步驟：

首先將上試件與下試件通過螺栓相連；然后通過力拉伸試驗(yàn)機(jī)的下夾具將下試件夾緊，并確保在同一同軸度上，然后將上試件與力拉伸試驗(yàn)機(jī)的上夾具相連；調(diào)節(jié)螺栓，使預(yù)應(yīng)力達(dá)到設(shè)定值，設(shè)置不同激振頻率、相位和相位增角參數(shù)，進(jìn)行力拉伸與壓縮試驗(yàn)；分別提取力和位移試驗(yàn)數(shù)據(jù)，獲取能量耗散特性曲線。

5.權(quán)利要求4所述的栓接結(jié)合部能量耗散特性測(cè)試裝置的測(cè)試方法，其特征在于，多次試驗(yàn)，獲取不同預(yù)緊力下栓接結(jié)合部的能量特性曲線。

6.一種獲取栓接結(jié)合部能量耗散特性的建模方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)建立栓接結(jié)合部法向接觸載荷模型：

根據(jù)Hertz接觸理論，單個(gè)微凸體法向接觸載荷：

式中：R表示微凸體頂端等效曲率半徑；E^*表示復(fù)合彈性模量，E^*＝[(1-υ₁²)/E₁+(1-υ₂²)/E₂]^-1，E₁、E₂和υ₁、υ₂分別表示栓接結(jié)合部中兩連接材料的彈性模量和泊松比；σ表示微凸體表面高度的均方差值；z表示微凸體高度；d表示微凸體平均高度基準(zhǔn)面與理想剛性平面之間的距離；

綜合三角形分布和高斯分布，重新建立新的栓接結(jié)合部微觀表面分布函數(shù)；

三角形分布函數(shù)

式中：a為底線，b為上線，c為眾數(shù)；

根據(jù)高斯分布和三角形分布函數(shù)，可確定式(2)中的參數(shù)關(guān)系：

從而求得新的栓接結(jié)合部微凸體高度分布函數(shù)：

栓接結(jié)合部法向載荷：

式中：ηA₀表示微凸體的個(gè)數(shù)；A₀表示結(jié)合面名義接觸面積；η表示微凸體的分布密度；

2)建立完全滑移時(shí)栓接結(jié)合部最大切向載荷模型

根據(jù)Coulomb摩擦理論

式中：μ_f表示摩擦系數(shù)；

3)建立部分滑移時(shí)栓接結(jié)合部切向載荷模型

①加載過程

在加載過程中出現(xiàn)兩種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)即滑移與粘著，單一微凸體的切向載荷：

式中：z₀表示微凸體臨界高度，z₀＝d+4G^*δ/(μ_fE^*)；G^*表示復(fù)合剪切模量，G^*＝[(2-υ₁)/G₁+(2-υ₂)/G₂]^-1，G₁和G₂表示兩連接材料的剪切模量；δ表示栓接結(jié)合部切向位移；

根據(jù)三角形分布，得部分滑移加載時(shí)栓接結(jié)合部切向載荷：

②卸載過程

在卸載過程中就出現(xiàn)三種狀態(tài)：粘著、粘著-滑移和滑移，對(duì)應(yīng)如下三種載荷：

式中：δ_max表示最大切向位移，臨界高度z₁＝d+(2G^*δ/μ_fE^*)(δ_max-δ)，z₂＝d+4G^*δ_max/(μ_fE^*)；

卸載時(shí)栓接結(jié)合部切向載荷：

③重加載過程

根據(jù)massing準(zhǔn)則，加載與卸載過程中，切向載荷關(guān)系如下，其中，表示重加載時(shí)的切向載荷；

4)建立栓接結(jié)合部能量耗散模型

對(duì)于單個(gè)微凸體一個(gè)周期的能量耗散表示為

栓接結(jié)合部的能量耗散模型為：

。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種獲取栓接結(jié)合部能量耗散特性的建模方法，其特征在于，采用權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的栓接結(jié)合部能量耗散特性測(cè)試裝置，測(cè)量栓接結(jié)合部的力-位移關(guān)系，采用所測(cè)量的栓接結(jié)合部的力-位移關(guān)系曲線驗(yàn)證所建立的栓接結(jié)合部的能量耗散模型。