螺栓连接结构松脱特性分析与试验研究

发布时间：2023-05-18 22:08

　　螺栓连接结构作为常用的紧固手段,在各类机械结构中应用广泛,尤其是航空、航天领域,螺栓连接结构质量的好坏,对机械设备的整体性能至关重要。而松动是螺栓连接结构失效的主要形式之一,会导致连接件之间夹紧力的逐渐减小,甚至造成整个螺栓连接的失效,引发重大事故,因此研究螺纹连接结构松脱现象对工程实际具有十分重要的意义。本文围绕螺栓连接结构连接螺栓存在的松动问题,主要从螺栓连接结构载荷分析、松动有限元分析以及松动试验等几个方面入手来探究螺栓连接结构松动机理,开展了一系列研究工作。本文主要研究内容如下:(1)首先,对螺栓连接结构载荷分布及松动行为进行理论研究,通过对螺栓结构轴向力载荷分布和松动扭矩的理论计算,定性的探索影响螺栓松动的影响因素。(2)其次,提出一种利用转角法施加预紧力的螺栓连接结构松动有限元仿真分析方法,对横向振动下的螺栓连接结构松动进行多阶段、全过程有限元仿真分析。发现在横向振动初期,预紧力的下降主要是由于材料塑性变形造成的;啮合螺纹之间没有明显的相对滑动,更多的是在螺栓弹性扭转变形作用下的共同回转;并指出表征螺栓弹性扭转变形回弹速度快慢的节点,用以区分材料松动期和结构松动期。(3)再...

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 螺栓松动理论研究现状
        1.2.2 螺栓松动试验研究现状
        1.2.3 螺栓松动有限元研究现状
    1.3 本文研究内容
2 螺纹连接结构载荷分布和松动扭矩
    2.1 螺纹连接结构载荷分布
        2.1.1 螺栓杆及螺母的弹性变形
        2.1.2 螺纹牙的弹性变形
        2.1.3 螺纹牙轴向载荷分布
    2.2 螺栓连接结构松动扭矩计算
    2.3 本章小结
3 螺栓松动有限元仿真分析
    3.1 精确三维几何模型建模方法
        3.1.1 创建螺纹横截面曲线
        3.1.2 创建螺纹截面3D网格
        3.1.3 建立螺栓整体六面体网格模型
    3.2 螺栓松动有限元仿真方法
        3.2.1 导入有限元三维几何模型
        3.2.2 材料属性设置和接触设置
        3.2.3 分析步设置
        3.2.4 载荷及约束设置
    3.3 螺栓松动有限元仿真结果分析
        3.3.1 转角法拧紧阶段和不受外力作用下自松弛阶段
        3.3.2 横向位移载荷横向激励阶段
    3.4 本章小结
4 不同因素对螺栓松动的影响分析
    4.1 材料塑性变形影响
    4.2 起始预紧力影响
    4.3 横向振幅影响
    4.4 支撑面摩擦系数影响
    4.5 螺纹啮合面摩擦系数影响
    4.6 螺栓与连接件孔径间隙影响
    4.7 螺栓松动有限元仿真结果总结
5 螺栓松动实验
    5.1 螺栓横向振动试验台
    5.2 螺栓松动试验
        5.2.1 试验原理
        5.2.2 试验方法
        5.2.3 试验步骤
    5.3 螺栓横向振动试验结果
    5.4 螺栓横向振动试验与仿真结果对比
    5.5 螺栓松动试验总结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢



本文编号：3819092