螺栓连接是最常用的装配连接方式之一,具有标准统一、结构简单和便于装配维修等优点。螺栓连接结构中存在很多接触面,而接触面的特性是影响结构整体特性的重要因素,因此对螺栓连接结构接触面进行研究具有重要意义。本文以探究螺栓连接结构接触面刚度为目标,通过建立带防松垫圈的螺栓连接结构,研究了螺栓连接接触刚度对整体结构动态特性的影响以及特殊接触面接触刚度的提取。为研究螺栓连接结构中防松垫圈与被连接件之间的接触刚度,对带有实际螺纹结构的螺栓连接结构进行了仿真分析。建立螺栓连接结构三维模型,在有限元仿真软件中对模型的材料属性和接触关系等参数进行设置,通过对螺母施加不同的扭矩来模拟螺栓预紧力的变化。采用显式动力学方法对螺栓拧紧过程进行分析,通过预紧力与变形量之间的关系计算不同预紧力下防松垫圈与被连接件这种特殊接触面之间的接触刚度,结果表明,接触刚度呈非线性变化。为了研究螺栓连接结构接触特性对整体结构固有频率的影响规律,搭建了带有防松垫圈的悬臂梁式螺栓连接结构试验台。通过改变螺栓预紧力、防松垫圈尺寸、试验次数等因素,测试了结构的前六阶弯曲模态的固有频率。通过分析实验数据定性地研究了上述因素对螺栓连接结构固有频率的影响规律。并采用信号分析处理方法对实验的谐振数据进行分析,提取了谐振数据的特征值,发现所求得特征值与试验过程读取的固有频率值基本一致。为了对悬臂梁式螺栓连接结构的前六阶弯曲模态固有特性进行仿真分析,基于有限元分析软件建立了悬臂梁式螺栓连接结构的有限元模型。分别采用实际有限单元法和层单元法对螺栓连接结构进行建模。仿真结果表明,结构固有频率随螺栓预紧力的增大而增大:通过与实验结果对比证明了根据层单元法建立的等效模型求解螺栓连接结构固有频率的可行性。