横向载荷作用下螺栓连接松动过程研究

针对横向载荷作用下的螺栓连接松动过程开展研究,给出了面向螺栓松动仿真的建模方法,分析了循环往复载荷作用下接触状态与残余预紧力的变化规律,并研究了载荷作用位置、幅值和频率对螺栓连接松动的影响。分析结果表明：在横向循环载荷作用下,残余预紧力出现交替的上升与下降;螺纹接触面先于螺头承压面进入滑移状态;横向载荷作用在上板或下板对松动没有影响;载荷幅值是影响松动的主要因素,载荷幅值越大松动越容易发生,而加载频率对松动影响较小。本研究分析结果与Junker试验结果一致性良好,可推广到复杂载荷条件下的应用。     

横向振动下的螺栓连接松动分析

针对螺栓连接结构受横向载荷时的松动问题,建立横向载荷作用下的螺栓连接平板结构有限元模型,并考虑螺栓材料塑性影响,分别探究平板在横向载荷作用下螺栓的初始预紧力、载荷的幅值及频率对螺栓松动的影响。结果表明：初始螺栓预紧力增大,则振动过程中螺栓预紧力下降速度降低,对螺栓防松有利;载荷振幅是影响螺栓松动的主要因素,载荷振幅由0.2 mm增大至0.3 mm时,螺栓预紧力减小了40%;载荷频率对预紧力下降影响不明显。仿真结论与实验结果规律具有较好的一致性,从而验证了分析模型的有效性。     

铁路货车心盘螺栓松动折断原因及改进

针对铁路货车心盘螺栓松动折断的问题，分析其原因，并提出防范措施。     

螺栓松动故障监测实验研究综述

螺栓连接结构在工程领域中应用广泛,比如：土木、机械、航空航天领域。然而螺栓连接结构在实际工况下,承受交变载荷,难免会发生松动、折断等一系列故障,造成巨大的经济损失,甚至会造成人员伤亡。因此,针对螺栓连接结构的松动检测与状态监测开展实验研究是十分必要的,有大量学者对此进行了研究,采用不同的方法,搭建了不同功能、类型的实验台,这里就典型的螺栓松动故障监测实验研究进行综述,系统介绍了基于导波技术、振动技术、压电阻抗技术以及一些其他技术的螺栓松动故障监测实验研究,并且对所采用的实验台进行了归纳总结。最后,给出了实验研究方向与技术的一些展望。这里将为螺栓松动监测的实验研究提供参考,并进一步促进理论研究在工程实际中的应用。     

螺栓摩擦系数对连接松动性能影响的实验研究

松动是螺纹连接最常见的失效形式之一。论文从理论上分析了摩擦系数对螺栓连接松动性能的影响,并进行试验验证。利用螺栓摩擦性能试验机,测量了不同润滑条件下螺纹摩擦系数和螺母支承面摩擦系数;利用紧固件横向振动试验机,测试了横向循环载荷条件下,不同润滑状态的螺栓连接松动情况。经验证,螺栓摩擦系数越大越有利于防松。     

考虑螺纹柔性的螺栓连接临界松动载荷计算方法

螺栓连接松动是螺栓失效的一种重要形式。工程中,螺栓连接节点常常会受到交替变化的横向动态载荷作用,由于螺栓轴线与受力方向垂直,螺栓容易因预紧力降低而发生松动,从而改变螺栓连接节点乃至整个结构的固有力学特性。为研究横向载荷作用下螺栓连接的临界松动载荷,通过建立螺栓连接的力学模型对螺纹的受力情况进行分析,并在此基础上考虑螺纹柔性提出一种螺栓连接临界松动载荷的计算方法。设计并加工了螺栓连接横向振动试验装置,对螺栓连接的临界松动载荷进行了试验研究,通过对比理论计算结果和试验结果,验证了计算方法的准确性。基于提出的理论计算方法,给出了横向载荷作用下螺纹应力的分布规律,对比了刚性螺纹模型和柔性螺纹模型的应力分布特点,结果发现柔性螺纹模型可以很好地反映螺纹应力的整体变化情况。     

浅析装配螺栓松动原因及防松措施

针对装配工厂中各种常见的螺栓松动现象进行阐述,并分析了装配螺栓松动的几种常见的原因以及提出了装配工厂常用的一些防松措施。     

振动状态下螺栓松动行为及原因分析

从螺栓啮合表面摩擦系数变化入手,研究了振动状态下螺栓的松动行为,根据振动试验结果把螺栓松动过程分为了四个阶段。结合螺纹的有限元受力分析及扫描电镜磨损图像,在理论与微观两方面对螺纹接触压力、接触剪力和相互滑动区域的分布进行分析,对压力和滑动导致的表面磨损而引起的摩擦系数变化进行了分析,研究引起摩擦系数变化的微观原因,得出摩擦因数是引起松动阶段性变化的主要原因。     

叉车制动器螺栓易松动的改进

3台CPCD50F型叉车在使用3个月后,不同程度地出现制动器螺栓松动现象,有1台叉车左车轮出现螺栓脱落,导致制动鼓的制动面大面积划伤。     

剪切激励下盲孔螺栓连接结构的松动行为研究

为研究盲孔螺纹连接的松动机制及螺纹表面的磨损机制,选取高速列车转向架轴端盖7050铝合金与45钢螺栓连接为研究对象,开展剪切激励下螺栓连接结构的松动行为研究。分析预紧力、剪切位移幅值及重复利用次数对螺栓连接结构松动行为的影响规律,利用光学显微镜、扫描电子显微镜(SEM)和X射线能谱仪(EDX)对试验后7050铝合金内螺纹表面进行损伤形貌及化学成分分析。结果显示:随着初始预紧力的减小、剪切位移幅值和重复使用次数的增大,螺纹表面损伤加剧,螺栓连接结构松动程度增大;螺纹接触表面的主要磨损机制为疲劳磨损和黏着磨损。     

轿车变速箱齿轮磨合次数对疲劳寿命影响的试验研究

为了使相同尺寸规格的变速箱满足不同型号车辆对变速箱强度的不同要求，也为了合理设置变速箱齿轮的磨合次数，以达到最佳强化效果，对某型轿车变速齿轮的磨合次数进行初步研究。在试验的基础上，给出该变速箱齿轮低载强化的最佳磨合次数，并总结出该齿轮在交变载荷下不同磨合次数的疲劳寿命增长规律。有助于提高轿车变速箱齿轮的疲劳寿命，也为进一步制定轿车变速箱齿轮的磨合规范提供技术依据。     

基于加速度信号的悬置螺栓疲劳寿命研究

零件在实验工况下所受应力数据对预测其疲劳寿命至关重要。针对发动机悬置螺栓等无法通过应变片传感器直接得到载荷数据的部位,提出一种基于加速度信号的悬置螺栓疲劳寿命估计方法。通过宏观断口及力学模型分析,明确了在不同工况下造成悬置螺栓疲劳失效的主要矢量载荷与加速度载荷的转换关系。结合悬置螺栓S-N曲线,计算出不同工况下由加速度引起的弯矩和拉压波动载荷的时间历程,并进行了发动机悬置螺栓的疲劳损伤计算,从而形成了一种复杂载荷下的发动机悬置螺栓疲劳寿命分析方法。最后基于悬置螺栓在两种道路的应力载荷谱所分别对应的疲劳寿命,建立起了针对悬置螺栓的道路间的当量关系。     

GEVO16柴油机连杆螺栓的疲劳寿命研究

通过对GEVO16连杆螺栓进行失效分析,表明该螺栓断裂形式属于疲劳断裂。为了提高连杆螺栓的疲劳寿命,对螺栓的头部成型、热处理工艺、滚丝工艺等方面进行了研究,并对进口螺栓以及自制螺栓进行了疲劳对比试验。试验表明,此工艺能够生产出符合设计要求的连杆螺栓,并能有效地提高螺栓的疲劳寿命,完全满足连杆螺栓批量生产的要求,为早日实现连杆螺栓的国产化奠定了基础。     

速度对含夹杂物动车车轮轮辋疲劳寿命影响的研究

动车车轮轮辋疲劳裂纹常起裂于夹杂物聚集区,大尺寸的夹杂物聚集将会对其疲劳寿命产生影响。通过动力学仿真及有限元仿真结合材料疲劳试验确定了不同速度下含夹杂物车轮轮辋的概率疲劳寿命的方法。为了预估不同速度下含夹杂物动车车轮轮辋疲劳寿命,以CRH5型动车车轮为研究对象,建立了车辆动力学模型和含夹杂物的轮轴有限元模型,得到不同速度下车轮的随机载荷时间历程和危险部位的应力-时间历程,基于不同置信度和存活率下的S-N曲线和Miner准则对含夹杂物动车车轮轮辋进行疲劳寿命预估。结果表明:在相同的置信度和存活率下,随着速度的提高,含夹杂物车轮轮辋疲劳寿命会明显缩短;在相同的速度和置信度下,随着存活率的提高,含夹杂物车轮轮辋疲劳寿命会明显缩短;在相同的速度和存活率下,随着置信度的提高,含夹杂物车轮轮辋疲劳寿命会明显缩短。     

密封系统性能的表面粗糙效应试验研究

分析了密封系统中硬对偶件表面粗糙特性对密封系统工作性能的影响,揭示了在相对运动密封零件表面间摩擦学过程中出现的微观曲路密封效应和微观跑合效应,为通过控制密封系统中硬对偶件表面加工工艺以形成优秀的表面形貌,来提高密封系统的工作性能提供了新的思路和概念。     

超声波振动修整砂轮的耐用度研究

本文就平面磨削,外圆磨削及内孔磨削时超声波振动修整砂轮的耐用度问题进行了深入地研究。     

多螺栓连接结构预紧力实验研究

开展多螺栓连接结构预紧力实验研究,获得了其在纯拧紧力矩作用下的预紧力及其响应规律。研究采用应变片测试方法,首先对单螺栓连接结构进行了预紧力实验,获得了不同拧紧力矩条件下螺杆上的轴向应变、轴向应力及预紧力,并通过与经验公式计算结果比较,验证了预紧力测试方法的合理性。在此基础上,开展了多螺栓连接结构预紧力实验研究。为比较相同拧紧力矩条件下,多螺栓连接结构与单螺栓连接结构预紧力水平间的差异,定义了预紧力比例因子K_(pro)。实验结果表明,由于螺栓组内部各螺栓间的相互影响,其预紧力水平明显低于单螺栓结构,并与螺栓拧紧状态相关。就本文所采用的多螺栓连接结构而言,在拧紧力矩较低、螺栓尚未完全拧紧时,K_(pro)为0.7~0.8,其预紧力水平为单螺栓结构的0.7~0.8倍;当拧紧力矩较高、螺栓处于稳定的拧紧状态时,K_(pr)为0.6左右,其预紧力约为单螺栓结构的0.6倍。     

工程防止振滑与振松的理论和应用研究

振动致滑和振动致松现象在工程中广泛存在。为建立防止振滑与振松的力学原理,以进一步分析和解决振动工况中的滑动和松动问题,提出了动态自锁概念,建立动态自锁理论,并着重联系机械工程的应用作了论述。本原理可望为机器动态设计增添一项新的内容。     

基于有限元计算的汽缸紧固螺栓应力分布研究

某电厂新建机组中压外缸螺栓在168试运行过程中发生断裂,并有多条螺栓的螺纹处产生裂纹。失效分析认为该螺栓基本属于轴向大应力脆性断裂,为分析螺栓受力情况,采用有限元的方法对螺栓螺纹及螺柱的受力状况进行计算。为得到较高的精度,采用全螺纹、精细分网模型进行计算,结果表明螺纹的受力与螺柱内平均应力及螺栓材料的应力应变曲线有紧密联系;接触的前3阶螺纹承受的应力较大,最大应力约为螺杆平均应力的2. 5倍,工况下达到了屈服强度的82. 8%,往后各阶螺纹应力逐步递减;对螺栓加载过程进行了模拟,发现应力水平受加载历史影响。结合螺栓服役条件,认为本次螺栓裂纹与安全裕度不足有关,在附加应力的影响下造成螺栓开裂失效。     

涡轮流量传感器特性的试验研究

在高精度的粘度、流量可调整的柴油流量试验装置和水流量试验装置上,对涡轮流量传感器特性曲线进行了试验研究。发现在不同的传感器个体中和不同特性的被测介质情况下,传感器特性曲线在小流量时均具有“锯齿”形变化,其变化幅度达到±0.5％以上;“锯齿”形特性曲线出现第二个峰值所对应的管道Re,随被测流体特性和传感器的不同而不同。对此现象进行了分析,并对涡轮流量传感器的叶轮进行了受力分析。流体流经叶轮时形成边界层流动。边界层流动型态发生转换时,流体对叶轮的旋转力矩会突然增加,可能是出现“锯齿”形变化的原因。