螺栓联接的可靠性设计

本文介绍螺栓联接的可靠性设计原理和方法,举例说明受预紧力和轴向变载荷的紧拉螺栓联接的可靠度计算,以及受横向变载荷的螺栓联接的剪切强度和挤压强度的可靠度计算。本文介绍的方法也适用于螺钉联接、双头螺柱联接和销钉联接等的可靠性设计。     

基于CATIA的大螺杆式升船机长螺母柱安全装置的特性研究

分析了某升船机长螺母柱安全保障机构的设计载荷,运用CATIA软件建立长螺母柱机构的模型,以单个螺母柱上的不平衡载荷为12750/KN作为校验载荷,计算了螺母柱、支承架、铰制孔螺栓的应力与变形.结果表明,螺母柱纹牙的强度及单排M48饺制孔螺栓均联结满足强度要求.     

基于等效模型的铰制孔螺栓力学设计与优化

文中在常规有限元仿真基础上,引入螺栓轴向刚度与剪切刚度,建立了包含简化螺栓模型的系统级有限元模型.通过仿真获得了螺栓的轴向载荷与剪切载荷,计算结果表明,不同螺栓的初始载荷分布严重不均衡.以螺栓轴向载荷方差最小为目标,针对螺栓布局开展优化.优化后的结果表明,螺栓最大承载降低了29.5％,螺栓强度、寿命均满足设计要求.相较...     

球磨机磨头与筒体法兰的联接螺栓的可靠性疲劳强度设计

在水泥生产工艺流程中,球磨机是非常重要的机械设备,该产品的设计工作决定着其质量和经济效益的好坏,强度设计则是设计工作的核心.磨头(或磨尾)用螺栓固联到筒体法兰上,如图1所示,其上固定有中心传动机构的传动轴,或边缘传动装置的大齿轮.由此,在一端磨头的螺栓承受着最大的载荷.在磨头和筒体法兰上,安装有两种同直径的螺栓,其一是铰制螺栓,用来承受筒体重量和电机传至磨头扭矩的共同作用而产生的剪切力;其二是联接螺栓,主要承受轴向载荷.有关铰制螺栓的强度计算在这里就不介绍了.     

基于周期对称模型的MW级风电机组变桨轴承连接螺栓强度计算

针对MW级风机变桨轴承连接螺栓的强度分析问题,采用周期性建模的方式建立了螺栓的有限元分析模型,并基于GL规范计算了螺栓的极限强度及疲劳强度。首先在最大预紧力工况下基于最大极限载荷计算得到了螺栓的最小极限安全系数。然后通过比较3个叶片的极限疲劳载荷得到了最大的极限疲劳载荷,在最小预紧力工况下基于该载荷得到了螺栓的载荷-应力非线性曲线,构建了新的载荷谱并根据载荷-应力曲线将该载荷谱转化为应力谱,利用雨流统计和Palmgren-Miner准则得到了螺栓的最小疲劳安全系数。计算结果表明,变桨轴承与轮毂连接螺栓和变桨轴承与叶片连接螺栓的极限、疲劳强度满足设计要求;该方法减少了有限元的计算量,为螺栓的强度分析提供了新的思路。     

旋冲钻井装置设计

由于复合双驱钻井和旋转冲击钻井技术相结合,在塑性地层及中硬以上地层均有较好的提速效果,据此,设计了一种螺杆马达驱动的旋冲钻井装置。装置采用螺杆马达作为旋转动力源,在带动钻头旋转的同时,通过冲击发生机构带动从动件产生高频冲击,实现对岩石的体积破碎,从而提高机械钻速。按照第三强度理论、压应力条件、挤压应力条件对危险截面分别进行了强度计算,安全系数均大于许用安全系数,强度满足设计要求。利用SolidWorks软件对啮合凸轮在不同载荷作用下的应力分布进行了有限元分析,上凸轮和下凸轮在承受最大设计载荷时的安全系数分别为3.69和2.36,均在安全系数取值范围内,设计安全可靠。进行了现场试验,结果显示,该装置具有良好的提速和降摩阻效果,对加快油田勘探开发速度、降低钻井成本有积极的意义。     

工程车辆车轮螺栓预紧力衰减研究

文中以某工程车辆为例,对车轮螺栓在紧急制动工况下预紧力衰减进行研究。首先对车辆车轮螺栓的预紧力及拧紧力矩进行了理论计算。不同类型螺母、不同螺母厚度、不同紧固方式、不同扭矩系数在紧急制动工况下轴向预紧力衰减不同,使用力矩扳手方式紧固的螺栓在试验后的预紧力不满足设计要求;在冲击载荷下施必牢螺母预紧效果良好,30mm厚度螺母剩余预紧力较大,满足要求。最后在试验的基础上对理论计算最小紧固力矩进行修正,为设计人员理论计算的数据更接近真实工况提供支撑。研究表明：冲击载荷下选择30 mm厚度防松螺母,采用拧紧机拧紧的紧固方法可以得到满足要求的剩余预紧力。     

基于可靠指标的密封螺栓静强度设计

考虑内压容器垫片密封螺栓静强度和载荷的模糊不确定性,应用模糊等效随机的信息熵理论,将密封螺栓的模糊静强度和模糊载荷分别等效为随机静强度和随机载荷;根据等可靠度的观点,确定了密封螺栓静强度在不同工况时的可靠指标,建立按可靠指标进行密封螺栓静强度设计的方法,得到其静强度安全系数。研究表明,(1)按静强度可靠指标得到了计算密封螺栓最小直径的公式。(2)密封螺栓在预紧、正常操作、气压试验与液压试验时,屈服强度的可靠指标分别为2.486 0、2.486 0、1.920 4与0.815 0,抗拉强度的可靠指标分别为5.644 6、5.644 6、5.644 6与4.270 0。(3)基于满足屈服和抗拉强度的可靠指标,螺栓屈服与抗拉强度的最小安全系数分别为1.45与1.90。     

IHIR636摆式飞剪测试与有限元分析

对IHIR636摆式飞剪进行了扭矩、应力等测试和分析,对上刀架进行了有限元计算.结果表明:飞剪机力能参数计算时,必须考虑剪切时的冲击载荷的影响;冲击载荷的影响用动载系数K2表示,其值为K2=1.65～2.8左右;剪切速度高时,取大值;板厚时,取小值.上刀架具有足够的强度裕量,能够满足产品规格多样化和高强度钢生产的需要;上刀架整个结构体现了等强度设计观点.     

不同温度下螺栓极限载荷计算

针对温度影响螺栓强度设计的难点,详细探讨变化温度螺栓极限载荷的计算,满足该温度区间下松螺栓设计、控制紧螺栓设计的要求,可供螺栓专业设计参考.