Page 23 - 《振动工程学报》2026年第3期

第 3 期 许 卓，等： 螺栓连接纤维增强薄壁锥-柱组合壳的固有特性分析 623

图 4 前 4 阶螺栓缺失个数与固有频率的关系
Fig. 4 Relationship between the number of the first 4 order missing bolts and natural frequencies

失时，结构的连接刚度会降低，导致 CLSC 的整体结
构刚度降低，致使结构的固有频率出现衰减趋势。
而当螺栓缺失数量较多时，结构的连接处的人工弹
簧刚度降低的幅度会加大，因此导致了固有频率出
现图 4 所示的变化趋势。

3. 2 集中缺失下螺栓缺失个数对 CLSC 固有特性
的影响

相较于第 3.1 节中的均匀缺失讨论，本节主要
针对集中缺失形式下螺栓缺失个数的影响。为此设 图 5 集中缺失下的 5 种螺栓缺失形式
定 5 种集中缺失形式，如图 5 所示。同时计算得到相 Fig. 5 Five types of bolt missing under concentrated missing
应各阶次下的固有频率，并对表 6 中计算所得结果 的弹簧刚度出现衰减趋势，从而导致 CLSC 的整体
展开进一步讨论。 结构刚度不断降低。并且与第 3.1 节相比，集中缺
从表 6 中可以看出：集中螺栓缺失形式下，随着 失形式下的固有频率降低程度更大。该现象主要由
螺栓缺失个数的增加，CLSC 的各阶固有频率逐渐 于螺栓缺失位置的集中，其相较于均匀缺失形式会
降低。同时固有频率的最大变化率达到了 13.1%， 导致整体结构的稳定性更差，进而使 CLSC 的固有
这主要是因为随着螺栓缺失个数的增加，其连接处 频率的降低程度变大。

表 6 部分螺栓集中缺失时 CLSC 的前 4 阶固有频率计算值
Tab. 6 Calculated values of the first 4 order natural frequencies of CLSC when some bolts are concentrated missing

固有频率/ Hz
模态阶次 最大变化程度
2 个 4 个 6 个 8 个 10 个
1 阶 574.950 564.820 546.132 527.435 507.753 13.1%
2 阶 866.881 860.889 850.575 830.624 810.607 7.8%
3 阶 1359.442 1358.845 1357.405 1352.391 1341.789 1.32%
4 阶 1991.507 1991.151 1990.319 1987.585 1981.159 0.52%