单螺栓节点初始预紧力松弛研究

发布时间：2020-06-07 08:15

【摘要】：随着现代工业的不断发展,装配过程对大型工程机械的服役性能产生了越来越重要的影响,大量的学者将眼光投入到装配工艺的相关研究中。螺栓连接作为一种常用装配手段被广泛应用于各类工程机械中,并对各类工程机械的工作性能有着重要的影响。现阶段制约螺栓连接这一技术持续发展的主要问题即为螺栓预紧精度,其中单螺栓节点预紧精度主要受初始预紧力松弛的影响,但针对初始预紧力松弛形成机理及其对螺栓节点工艺性能影响的研究尚未充分展开。单螺栓拧紧精度的控制,是整个工艺分析中的基础部分,是后续群组螺栓拧紧工艺设计以及防松脱性能分析的初始输入条件。相对于群组螺栓弹性相互作用的规律性,单螺栓预紧力的离散是整个螺栓拧紧过程的不确定性因素产生的主要方面,因此本文将针对影响单螺栓预紧精度的初始预紧力松弛展开研究,从而为螺栓节点预紧工艺设计提出有效改进措施。具体研究内容如下:首先针对单螺栓节点预紧原理及受力情况,展开理论计算,确定单螺栓节点内部应力分布情况。通过对各类材料蠕变理论模型进行分析比较,选择本文采用的材料蠕变理论模型。其次,设计并进行初始预紧力松弛实验。通过材料拉伸实验确定试验件相关力学性能参数;通过极限接触应力测量实验,验证测试系统的正确性;通过不同加载方式下的初始预紧力松弛测试实验,验证初始预紧力松弛的存在及其对单螺栓预紧精度的重要影响,并获得实验平均数据用于材料模型蠕变特性拟合。再次,利用isight软件进行数据拟合,赋予材料蠕变特性;建立真实螺纹有限元模型,通过将计算结果与实验数据比对,验证仿真模型的有效性。最后,通过有限元分析单螺栓节点中端面不平行度,螺栓孔,螺纹牙型角,螺纹中径,螺纹螺距等几何参数及初始拧紧载荷,重复加载次数等工艺参数对初始预紧力松弛的影响,分析初始预紧力松弛的成因,提出有效改善单螺栓预紧精度的措施。
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TH131.3

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本文编号：2701130