横向激励下螺栓特殊连接形式对其松动的影响研究

发布时间：2018-01-08 16:28

本文关键词：横向激励下螺栓特殊连接形式对其松动的影响研究　出处：《西南交通大学》2017年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：螺栓连接在机械、航空航天、土木工程等领域应用极为广泛,其看似渺小却事关重大。螺栓作为普遍应用的重要的连接件,其连接可靠性对整个结构的安全有着至关重要的作用,尤其在振动的条件下,松动是导致螺栓失效的最主要的原因之一。而随着科学的发展,时代的进步,螺栓连接形式及被连接件也呈现出多样化的趋势,而对经典螺栓连接松动的研究无法完全解释新出现的问题。因此,本文结合工程实际,探究了现实存在的3种螺栓特殊连接形式,结合试验数据及现象分析得到了一些非常具有指导意义的结论。文章主要研究内容及结论如下:(1)详细介绍了螺纹及螺栓相关理论的发展过程,从理论层面对螺栓的紧固及松动原理进行了阐述,并对螺栓的紧固方法及防松措施进行了说明。借助有限元仿真方法,对螺栓的张紧状态进行了分析,得到螺栓张紧时真实的应力分布情况,发现螺栓按照计算预紧力张紧后,其前3圈工作螺纹承受了绝大部分荷载,导致其应力较大。(2)由于试验数量庞大,试验条件繁杂,试验变量多,因此研制了适用于横向激励的可拆换式的工装夹具,方便了试验过程中变量的变换,对试验进行的加速及成本的降低起到了重要的作用。(3)在非金属垫片厚度及硬度对螺栓松动的影响研究试验中发现,较厚的非金属垫片相对于较薄的垫片能够提高螺栓连接的松动寿命;在较厚非金属垫片硬度试验中发现,硬度较大的垫片对螺栓连接松动寿命提高的贡献度更大;在较薄非金属垫片硬度试验中发现,由于软垫片在预紧力的作用下易被压实而在振动载荷下发生破损,因此建议选用强度更大的硬而结实的垫片。(4)在卡式螺母最佳拧紧力矩的探究试验中发现,应以符合扭矩规范的螺栓拧紧计算力矩进行紧固,由于卡式螺母的弹簧卡片强度有限,过大的力矩会导致螺母歪斜,而过小的力矩则可能无法正常拧紧螺栓,导致螺栓连接迅速松动。(5)在被连接件表面涂层形式对螺栓松动的影响研究试验中发现,单层环氧底漆不耐磨,在振动环境下极易被磨掉甚至使金属部件裸露,对部件的防腐蚀极为不利,环氧底漆+2层聚氨酯面漆的涂层较厚且漆层接合界面较多,导致整个涂层在振动环境下稳定性较低,不利于螺栓连接的预紧力的保持,而环氧底漆+聚氨酯面漆的涂层组合既能保护底漆不被磨掉又不至于太厚,在试验中的效果最好。
[Abstract]:This paper introduces the development process of bolt as a universal application , and analyzes the tightening and loosening principle of bolt . It is found that the thicker non - metal gasket can be compacted under the action of pre - tightening force to break down under vibration load , so it is suggested to select the hard and strong gasket with greater strength . ( 4 ) In the study of the optimum tightening torque of the clip nut , it is found that the torque can be tightened by tightening the bolt with the torque specification . The excessive torque may cause the nut to be skewed due to the limited strength of the spring card of the clip nut .

【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TH131.3

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