外部管路系统作为各种介质和能量的传输通道,是航空发动机的重要附件。卡箍是管路系统的重要连接部件,对管路系统起到调频和减振的重要作用。目前,卡箍的研究多集中于卡箍布局对管路系统特性的影响,忽略了对卡箍自身动力学特性的研究。由于金属橡胶是一种大阻尼非线性材料以及衬垫和管路之间的摩擦接触,卡箍具有非线性。其非线性直接影响到管路系统动力学响应分析。但是卡箍建模时多将卡箍简化为固支约束和线性弹簧约束,忽略了卡箍的非线性。因此,本文开展卡箍动力学特性研究,建立精确的卡箍线性模型和考虑非线性影响的卡箍等效动力学模型,对进一步提高管路振动响应的分析精度,改善管路的动力学设计具有重要的指导意义。本文的具体研究工作如下:首先,阐述了基于低幅值激励的模态测试辨识卡箍线性参数的方法以及基于恒电压测试辨识卡箍非线性参数的方法,重点介绍激光模态测试方法、模型确认理论、等效线性化理论以及将恒电压频响函数转换为恒位移、恒速度频响函数的方法。其次,在不同拧紧力矩下对卡箍直管系统开展低幅值激励模态测试,并利用试验数据对卡箍直管系统有限元模型中卡箍参数进行修正,辨识卡箍在不同拧紧力矩下的线性刚度参数。对多个同规格卡箍开展试验研究,比较不同卡箍的线性刚度,并进一步分析卡箍线刚度差异的原因。通过卡箍位置对管路特性影响的试验与仿真研究,验证了本文得到的卡箍线性刚度特性在直管各个位置同样适用,可以基于此仿真复杂管路系统中卡箍对管路系统特性的影响。最后,通过对卡箍直管系统的快速正弦扫频测试,确认直管系统在1、2阶模态表现出明显的非线性。围绕卡箍直管系统1阶模态开展恒电压测试,通过样条插值多项式法将恒电压频响函数转换为恒位移、恒速度频响函数,并进一步得到卡箍水平等效刚度、等效阻尼函数,结合等效线性化理论,辨识卡箍水平非线性刚度、阻尼参数。同理,基于卡箍直管系统第2阶模态的恒电压测试,辨识卡箍竖直非线性刚度、阻尼参数。通过对卡箍直管系统模态测试以及恒位移测试的响应预测,验证了本文提出的卡箍非线性等效动力学模型的有效性。