螺纹载荷分布计算方法研究及有限元分析

发布时间：2023-05-13 02:15

　　针对国内现有的螺纹设计没有系统的理论,提出了螺纹展开法的理论分析方法。介绍了现有的螺纹载荷分布研究方法,采用螺纹展开法进行了分析,推导出了沿螺纹啮合线方向的载荷比例公式,分别讨论了螺栓参数对螺纹承载比例的影响。通过ANSYS Workbench静力学模块,对螺栓拧紧时螺纹副应力分布情况进行了有限元分析,通过SOPWITH和YAMAMOTO两种分析法,验证了螺母轴向力之比分布;将螺纹牙承载比例分布分析结果与螺纹展开理论分析法结果进行了验证对比,并用螺母变形量试验验证了螺母展开法的可靠性;通过三维有限元分析法,系统地考察了螺纹牙弹性模量比E_s/E_b、螺距P、螺纹副摩擦系数μ、内外螺纹牙型对螺母载荷分布的影响规律。研究结果表明:螺栓参数E_s/E_b、P/D、牙型是影响承载分布的主要参数,选用外螺纹应选用弹性模量较大的材料;内螺纹应选用弹性模量较小的材料,可减小螺纹载荷分布不均的问题。

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【文章目录】：
0 引 言
1 现有的研究方法
    1.1 螺纹副载荷分布的理论分析法
    1.2 螺纹副载荷分布的光弹冷冻应力实验法
    1.3 螺纹副载荷分布的有限元分析法
2 螺纹副载荷分布理论分析
    2.1 螺纹副受力分析
    2.2 螺纹牙的弹性变形
    2.3 螺纹副载荷分布规律
3 螺纹副载荷分布有限元分析计算
    3.1 实体建模
    3.2 有限元分析前处理
        (1)导入模型。
        (2)定义材料属性。
        (3)网格划分。
    3.3 有限元分析求解
        (1)边界条件的设定。
        (2)加载。
        (3)求解。
    3.4 结果后处理
    3.5 结果验证
    3.6 实验结果对比
4 螺栓参数对螺纹副载荷分布的影响
    4.1 弹性模量对螺纹载荷分布的影响
    4.2 螺距P对螺纹牙载荷分布的影响
    4.3 摩擦系数μs对螺纹牙载荷分布的影响
    4.4 牙型角对螺纹牙载荷分布的影响
5 结束语



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