基于ABAQUS的铝合金轮毂螺栓预紧力仿真研究

发布时间：2018-07-15 22:25

【摘要】：螺纹联接是汽车轮毂联接中主要的方式,对整车行驶中的性能和安全有着决定性的影响。螺栓轴向预紧力是轮毂螺栓安全性能的一个重要指标,本文针对在实际生产过程中出现的螺栓预紧力不足现象从理论分析、有限元仿真和实验验证几方面入手进行研究。进行了以下工作:在理论力学的基础上,推导出摩擦系数与轴向预紧力的关系,分析了摩擦系数对轴向预紧力的影响规律。根据有限元基本理论,分析了不同因素对铝合金轮毂螺栓轴向预紧力的影响。对铝合金轮毂螺栓预紧相关的有限元基本理论进行了总结。利用三维绘图软件Solidworks对螺栓预紧模型进行三维建模。应用ABAQUS有限元分析软件对预紧模型进行前处理、计算和后处理,得到预紧螺栓和螺母的应力分布图和应变图。根据ABAQUS有限元分析得到紧固螺栓预紧力与预紧扭矩之间的关系,分析了弹性模量、螺母斜面处摩擦系数、螺纹处摩擦系数、预紧扭矩和屈服强度对轴向预紧力大小的影响。对铝合金轮毂螺栓预紧进行了试验,并分析了螺纹处摩擦系数和轮毂材料硬度等影响因素。将试验得到的结果与有限元仿真结果进行对比分析。
[Abstract]:Thread connection is the main way of automobile hub connection, which has a decisive effect on the performance and safety of the whole vehicle. The axial pretightening force of bolts is an important index of the safety performance of hub bolts. This paper focuses on the theoretical analysis, finite element simulation and experimental verification of the insufficient pre-tightening force of bolts in the actual production process. The following work has been done: on the basis of theoretical mechanics, the relationship between the friction coefficient and the axial pretension force is derived, and the influence of the friction coefficient on the axial pretension force is analyzed. According to the basic theory of finite element, the influence of different factors on axial preload of aluminum alloy hub bolt is analyzed. The basic finite element theory of aluminum alloy hub bolt pre-tightening is summarized. Using 3D drawing software Solidworks, the three-dimensional model of bolt pre-tightening is built. By using Abaqus finite element analysis software, pre-treatment, calculation and post-processing of the pre-tightening model are carried out, and the stress distribution diagram and strain diagram of the pre-tightening bolt and nut are obtained. According to Abaqus finite element analysis, the relationship between pretightening force and pretightening torque of fastening bolt is obtained. The effects of elastic modulus, friction coefficient on the slope of nut, friction coefficient at thread, pretightening torque and yield strength on axial pretightening force are analyzed. The pretightening test of aluminum alloy wheel hub bolt was carried out, and the factors affecting the friction coefficient at the thread and the hardness of the wheel hub material were analyzed. The experimental results are compared with the finite element simulation results.
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U463.343

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本文编号：2125572