微车电镀锌高强度螺栓摩擦性能的实验研究

发布时间：2017-09-23 15:32

  本文关键词：微车电镀锌高强度螺栓摩擦性能的实验研究

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【摘要】：本文针对国内某微型汽车公司电镀锌高强度螺栓摩擦系数分散的问题,结合国内外研究成果,采用理论计算和仿真分析相结合的方法,分析了螺栓摩擦系数对扭矩系数、紧固屈服轴向力、螺栓疲劳性能的影响,以期找到摩擦系数对紧固性能的影响规律,以及从理论上找到摩擦系数的最佳控制范围。然后对螺栓摩擦系数进行实验研究,以期找到螺栓摩擦系数的控制方法。最后利用理论分析和实验研究成果,提高了电镀锌螺栓摩擦系数稳定性,同时改善了电镀锌螺栓紧固性能。主要研究内容成果如下： 1)对螺栓受力情况进行了系统分析,建立了螺栓受力模型,找到了摩擦系数对扭矩系数影响的数学规律。 2)分析了摩擦系数对螺栓紧固屈服轴向力的影响,研究发现传统的螺栓设计选型公式没有考虑摩擦系数的影响,与实际情况存在较大偏差,对此提出了螺栓设计选型的修正公式,修正后的公式更符合螺栓的实际受力情况,提高了螺栓设计选型的精度以及螺栓连接的可靠性。 3)利用ABAQUS和FE-SAFE进行联合仿真,分析了摩擦系数对螺栓拧紧后残余应力的影响,找到了摩擦系数对螺栓疲劳性能的影响规律。 4)对电镀锌高强度螺栓摩擦系数进行了实验研究,找到了影响电镀锌螺栓摩擦系数的关键因素,同时发现D级铬酸盐处理的电镀锌螺栓各方面的性能都优于C级铬酸盐处理的螺栓,为螺栓摩擦系数的控制指明了方向。 5)对影响电镀锌螺栓摩擦系数的关键因素进行了控制,成功解决了电镀锌螺栓摩擦系数分散的问题,同时利用摩擦系数对紧固性能影响规律的理论分析成果,以摩擦系数的稳定性、螺栓使用效能、螺栓疲劳性能为出发点,改善了电镀锌螺栓紧固性能。
【关键词】：电镀锌螺栓 摩擦系数 拧紧特性 性能提升
【学位授予单位】：武汉理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH131.3
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 绪论8-14
• 1.1 引言8-9
• 1.2 和本课题研究相关的国内外研究现状9-11
• 1.2.1 紧固件拧紧实验的研究现状9-10
• 1.2.2 螺栓电镀锌工艺的研究现状10
• 1.2.3 汽车螺栓摩擦系数的控制现状10-11
• 1.3 本文研究目的及意义11-12
• 1.4 本文的研究内容12-13
• 1.5 本文的总体结构13-14
• 第二章 摩擦系数对螺栓紧固特性的影响分析14-29
• 2.1 摩擦系数对扭矩系数的影响分析14-22
• 2.1.1 螺栓拧紧过程中的摩擦力矩14-18
• 2.1.2 螺栓的拧紧扭矩18-19
• 2.1.3 摩擦系数与螺栓扭矩系数的关系19-22
• 2.2 摩擦系数对紧固轴向力的影响分析22-28
• 2.2.1 螺栓在紧固过程中能承受的最大轴向力23-24
• 2.2.2 摩擦系数对螺栓紧固屈服轴向力的影响24-28
• 2.3 本章小结28-29
• 第三章 摩擦系数对疲劳性能影响的仿真分析29-37
• 3.1 仿真分析研究思路29
• 3.2 利用ABAQUS对螺栓拧紧过程受力仿真29-33
• 3.2.1 实体建模及材料的定义30
• 3.2.2 接触及边界条件的设置30-31
• 3.2.3 网格划分31-32
• 3.2.4 有限元后处理32-33
• 3.3 利用FE-SAFE对螺栓疲劳性能仿真33-36
• 3.3.1 ABAQUS应力结果的导入及材料的定义34
• 3.3.2 载荷谱的建立和应力集中系数的选择34-35
• 3.3.3 仿真结果分析35-36
• 3.4 本章小结36-37
• 第四章 影响电镀锌高强度螺栓摩擦系数关键因素的试验研究37-49
• 4.1 影响螺栓摩擦系数的因素分析37-39
• 4.2 螺栓摩擦系数测定方法39-40
• 4.5 螺栓摩擦系数的实验分析40-48
• 4.5.1 转速对螺栓摩擦系数的影响40-43
• 4.5.2 螺栓强度等级对螺栓摩擦系数的影响43-45
• 4.5.3 表面处理对螺栓摩擦系数的影响45-46
• 4.5.4 被连接件硬度和表面处理对螺栓摩擦系数的影响46-48
• 4.6 本章小结48-49
• 第五章 提高电镀锌高强度螺栓紧固性能的措施49-59
• 5.1 提高电镀锌高强度螺栓拧紧扭矩稳定性49-53
• 5.1.1 拧紧转速的控制49-50
• 5.1.2 表面处理方式的控制50-53
• 5.2 提高电镀锌高强度螺栓使用效能53-56
• 5.2.1 使用摩擦系数低的钝化层53-54
• 5.2.2 摩擦系数稳定剂54-56
• 5.3 提高电镀锌高强度螺栓抗疲劳性能56-58
• 5.3.1 降低螺栓摩擦系数56-57
• 5.3.2 使用塑性拧紧域57
• 5.3.3 使用弹性元件57-58
• 5.3.4 使用细牙螺栓58
• 5.4 本章小结58-59
• 第六章 全文总结与展望59-61
• 6.1 全文总结59
• 6.2 工作展望59-61
• 致谢61-62
• 参考文献62-65
• 附录A 研究生期间发表的论文65
• 附录B 研究生期间参与的项目65

【参考文献】

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本文编号：906054