航空发动机各段机匣之间主要通过螺栓来相互联接,螺栓联接结构的力学特性对整个飞机的优化设计至关重要。螺栓联接面的多重非线性导致结构刚度的不连续和非线性,使机匣结构动力学问题变为研究的薄弱环节。预紧力、载荷、振动、松弛、疲劳及螺栓自身结构等都会影响发动机的性能与可靠性。一般采用理论、有限元和试验的方法来揭示螺栓联接结构在力学环境下,接合面上接触压力、摩擦状态及载荷传递的变化情况。为联接结构可能出现的分离、密封失效、磨损等提供损伤识别和健康监测依据。本文借助ANSYS软件,对某机匣的纵向安装边的螺栓联接结构进行有限元建模。将有限元模型进行不同方式的处理,比较固有频率的计算与试验误差值,最终采用摩擦接触设置的模型进行本文的数值模拟,即通过预紧力单元和接触对的创建来模拟实际的接触。研究了结构在预紧力作用下各几何参数对螺栓拉伸刚度的影响。借助能量理论定性研究了螺栓拉伸刚度随预紧力和轴向载荷的变化。为了研究预紧力和外载荷对螺栓联接结构动力特性的影响,采用锤击法完成试验模态分析,获取结构的固有频率、阻尼比、振型以及频响函数。由于试件的加工误差和试验时夹持条件的限制,计算与试验测得的频率误差很大,采用参数型修正方法对有限元模型进行几何尺寸和边界条件的修正,修正后误差均小于5%,满足精度要求。为了定量的研究预紧力和轴向载荷共同作用对螺栓拉伸刚度的影响,根据结构的受力特性提出等效模型,给出拉伸刚度求解公式。对平面应变问题的单螺栓结构和多螺栓联接结构,数值模拟结果和刚度公式求得的解析解吻合的很好,说明该等效模型用于螺栓拉伸刚度的求解具有较好的精度。对多螺栓联接结构进行悬臂状态下的试验模态分析,从试验的角度验证了等效模型的正确性。