航空发动机和燃气轮机的转子、静子系统,大量采用螺栓联接结构,以实现轻薄、复杂非规则零部件的可靠连接。螺栓连接对于航空发动机的作用不仅在于动力传递和实现可靠装配,同时也对降低转子系统的动力学响应有着十分积极的作用。由于接触面之间更多的是体现非线性特征,研究螺栓连接的接触面阻尼导致的能量损耗规律显得十分重要。本文针对螺栓连接结构阻尼开展试验研究和仿真计算,探索接触阻尼特性,主要研究工作如下:1.设计并搭建悬臂梁式螺栓连接结构试验台,通过试验测试了系统的前四阶固有频率和阻尼比。测试结果表明:随着螺栓预紧力的增加,各阶固有频率增加,一阶阻尼比减小,测点的响应幅值增加。通过重复性试验研究,发现多次试验后,一阶接触阻尼比随安装次数有明显下降。2.通过基于薄层单元法的有限元仿真得到悬臂梁前四阶固有特性,对比实验固有频率结果得到接触刚度模型。将接触刚度模型应用到螺栓连接结构谐响应求解中,得到各节点的一阶共振幅值,并和试验进行比较拟合建立螺栓连接接触阻尼模型。3.采用抛光垫片重复开展螺栓连接试验,并和使用粗糙垫片的系统试验结果进行对比,其结果表明,表面粗糙度增加会使系统阻尼比下降,使系统振动幅值下降。4.对航空发动机低压转子系统进行建模仿真,将接触刚度和接触阻尼模型应用到套齿联轴器主螺母轴向定位面建模中。研究发现:随着主螺母螺栓预紧力的增加,转子系统的前三阶临界转速略有增加,转子系统的不平衡响应有所增加。这是由于预紧力提高了接触刚度且降低了接触阻尼所致5.改造了航空发动机低压涡轮转子模拟试验器。采用锤击法测试转子系统在不同螺栓拧紧力矩下的固有频率和转子不平衡响应。发现一阶固有频率随主螺母拧紧力矩增大而总体增大,转子响应振幅也随主螺母扭矩的增加而增加,与仿真结果定性吻合。6.本文初步实现了接触阻尼特性的实验探索,研究结果为螺栓连接结构设计、装配工艺设计和结构动力学特性分析提供了一个新思路。