导弹关键螺栓联接结构有限元分析与预紧力控制

发布时间：2023-05-21 19:58

　　在工程实际中,导弹关键舱体间以及舱体与舱体内置敏感元器件之间广泛采用螺纹联接方式。由于导弹结构性能的要求和几何尺寸的限制,一般采用小直径的螺栓或者螺钉进行联接,当施加扭矩时,若扭矩过大,螺栓易被扭断,发生破坏,若扭矩过小,在承受外载荷时,联接面容易发生间隙导致螺栓松动,而且导弹在运输以及发射过程中会受到弯矩、冲击以及振动等多种外界环境因素的影响,此时扭矩取值不当会导致导弹关键部位螺栓联接结构发生故障。螺栓扭矩在计算与仿真中具体表现为螺栓预紧力,因此,螺栓预紧力对导弹结构的安全性至关重要,研究导弹关键部位螺栓联接满足强度设计要求的预紧力值或者范围十分必要。本论文以具体工程项目为依托,对导弹关键部位螺栓联接结构的预紧力进行了系统的研究,主要研究内容如下:1、面向导弹螺栓联接结构仿真分析,介绍了非线接触分析、模态分析以及随机振动(PSD)分析等基本理论,根据螺栓联接相关理论计算得出小直径螺栓预紧力与扭矩之间的转换关系,介绍结构可靠性分析相关基本知识。2、建立导弹三处关键部位螺栓联接结构的几何模型,利用有限元分析软件建立对应的有限元模型,分别施加不同的预紧力进行静力学分析,得到满足强度设计要求...

【文章页数】：84 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号对照表
缩略语对照表
第一章 绪论
    1.1 预紧力螺栓联接简介
    1.2 课题研究背景及意义
    1.3 国内外研究现状
        1.3.1 国外研究现状
        1.3.2 国内研究现状
    1.4 论文研究内容和结构安排
第二章 预紧力螺栓联接相关基本理论
    2.1 预紧力螺栓联接有限元分析基本理论
        2.1.1 非线性接触有限元理论
        2.1.2 模态分析理论
        2.1.3 随机振动分析理论
    2.2 螺栓联接安装扭矩与预紧力之间的转换
        2.2.1 安装扭矩与预紧力
        2.2.2 拧紧力矩系数
    2.3 结构可靠性分析理论
        2.3.1 结构可靠性概述
        2.3.2 应力-强度干涉理论
        2.3.3 结构可靠性分析
    2.4 本章小结
第三章 导弹关键部位螺栓联接的静力学仿真分析
    3.1 几何模型的建立
        3.1.1 导弹几何全模型
        3.1.2 导弹三处关键部位螺栓联接局部几何模型
    3.2 有限元模型的建立
        3.2.1 材料属性
        3.2.2 单元类型的选取与有限元模型
        3.2.3 非线性有限元接触设置
    3.3 导弹三处关键部位预紧力螺栓联接的有限元分析与结果
        3.3.1 关键舱体间预紧力螺栓联接有限元分析及其结果
        3.3.2 敏感元器件1与舱体1预紧力螺栓联接有限元分析及其结果
        3.3.3 敏感元器件2与舱体1螺栓联接结构有限元分析及其结果
    3.4 导弹预紧力螺栓联接加载弯矩分析和预紧力优化
        3.4.1 全弹有限元模型
        3.4.2 应力分析结果与预紧力校核
    3.5 本章小结
第四章 导弹关键部位螺栓联接结构的随机振动分析
    4.1 敏感元器件与舱体1螺栓联接结构动力学分析
        4.1.1 动力学分析模型的建立
        4.1.2 静力分析与模态分析
        4.1.3 随机振动（PSD）分析及其响应
    4.2 预紧力变化对舱体间螺栓联接结构随机振动响应的影响
        4.2.1 动力学分析模型的建立
        4.2.2 随机振动（PSD）分析及其响应
        4.2.3 指导预紧力变小对舱体间螺栓联接振动特性及响应的影响
    4.3 本章小结
第五章 导弹预紧力螺栓联接可靠性分析
    5.1 导弹预紧力螺栓联接可靠性分析
        5.1.1 安装扭矩范围值
        5.1.2 螺栓联接预紧力的上下限
        5.1.3 螺栓联接结构的可靠性分析
    5.2 本章小结
第六章 全文总结与展望
    6.1 本文总结
    6.2 展望
参考文献
致谢
作者简介



本文编号：3821354