冲击载荷作用下螺纹连接件屈服强度研究

螺纹连接件是舰艇抗冲击性能的短板之一,据统计,舰载设备冲击试验发生损坏的案例中有40%与螺栓连接件相关。针对冲击载荷作用下,冲击对螺纹连接件屈服强度的影响问题,对三种螺纹连接件材料进行了分离式Hopkinson压杆和拉杆试验,并通过Johnson-Cook模型构建了三种材料的本构方程,分别得到不同应变率下的屈服强度。与准静态试验下的屈服强度对比,冲击试验得到的三种材料屈服强度至少提高1.3倍。因此,冲击可以一定限度的提高螺纹连接件的屈服强度,同时根据机械设计手册选用螺纹连接件是偏于安全的。     

受剪力的螺纹连接件的拉紧力

在图1中,在力 F_τ作用下,螺纹连接强度取决于承受剪应力的螺栓截面强度。应预先说明:螺纹连接件承受的拉紧力值往往取决于连接件的强度和连接的紧密程度。但是,随着力 F_τ的增长,一方面在螺栓的危险截面上出现和力 F_τ成比例增长的拉应力和扭转应力τ_(kp),这些应力都要减弱螺栓的     

圆底圆顶齿形高强度螺栓滚丝轮

圆底圆顶齿形高强度螺栓滚丝轮上海师范大学（２００２３４）徐根林滚丝轮、搓丝板是标准紧固件行业加工螺钉、螺栓螺纹时常用的螺纹工具，其加工原理为冷挤压成型，由于具有生产效率高，加工成本低，加工出的螺纹精度及强度高，表面质量好等优点，因此得到了广泛应用。随...     

汽车紧固扭矩的确定方法

对汽车空调压缩机异响进行分析,以压缩机连接螺栓紧固扭矩选择过程为实例,详细说明了应用扭矩法进行装配时紧固扭矩的确定方法,在确定螺栓扭矩的时候,除了螺栓所受预紧力、螺栓机械性能、螺纹摩擦系数、螺纹直径外,还应考虑连接件结构、材料强度影响。     

高强度螺栓复相强韧化工艺

30CrMnSiA钢具有较高强度、良好塑性、价格低廉和材料来源广等特点.用它制造的高强度螺栓,广泛用于航空、兵器、重型机械、建筑桥梁和化工机械等承受高强度受力结构连接件。传统工艺是调质热处理,虽能达到技术条件,但时有存在强度、韧性偏下限值或不足,虽返修重复处理后力学性能可达到,但螺纹脱碳不易检测,影响使用寿命.为了提高高强度螺栓综合力学性能、螺纹内在质量和使用寿命,经试验,对30CrMnsiA钢螺栓坯料热     

螺纹连接件参数化及螺栓强度评定简析

本文研究基于Visual C++6.0的SolidWorks二次开发技术,利用Visual C++6.0强大的功能及COM技术,以螺纹连接件参数化设计为例,用户可自定义螺纹连接件的参数,将生成的动态链接库作为SolidWorks软件的插件,在SolidWorks软件中调出参数化设计界面,用户只需要输入相关参数,其余计算均由程序自动实现,便可自动生成各种螺纹连接件。整个过程只需要五秒钟左右。该系统充分体现了参数化设计的强大功能及其灵活性和方便性。此外,本文还研究了基于VDI2230∶2003《高强度螺栓连接系统计算》的高强度螺栓连接系统的计算。本文以一个悬挂电机连接处的螺栓作为例子来简述了该准则的算法。在计算静强度和疲劳强度之前,利用了理论力学中的力矩平衡原理来计算静强度和疲劳强度两种情况下的最大和最小工作载荷。利用得出的工作载荷,再通过拧紧系数的确定、应变的计算、力的系数的确定以及损失预紧力的计算等步骤,可以依次验算评定静强度和疲劳强度的各种指标是否符合要求。     

表面处理对螺栓连接防松性能影响

螺纹连接由于其连接可靠,装配方便简单且易于拆卸从而被广泛应用于基础装配制造业中。螺纹连接松动作为螺纹连接的主要失效形式,其失效标志是螺栓张紧力的降低。本文从螺纹结构的力学性能入手,采用紧固件横向振动试验方法,对不同表面处理的螺栓进行横向振动试验,研究不同表面处理工艺对螺纹紧固件装配性能的影响。研究表明,采用先进的表面处理技术可以有效的提高螺栓摩擦系数,摩擦系数越高,螺纹防松性能越好。同一种处理工艺得到的摩擦系数也有所差别,需要根据产品类型、使用场合等因素综合考虑。     

汽车摩托车紧固件的表面防护

汽车摩托车紧固件包括螺栓、螺母、垫圈，大部分必须经过表面处理，保护免于腐蚀，改善外观或达到一定特殊功能，如控制锁紧力矩的螺纹紧固件等。     

紧固螺栓的强度验证和仿真

在给螺栓施加转矩的时候,转矩分配到螺栓杆上的载荷,会因螺栓垫片与连接件的摩擦因数、螺纹与连接材料间的摩擦因数的不同而发生变化.文中用实验的方法测得实际施加转矩后螺栓杆上的强度,与用软件仿真的强度结果进行对比,对比后按照实际测得的数据修改了仿真方法,最终使得仿真结果与实际测量结果相互拟合.     

风电机组螺栓复用扭矩系数变化的研究

为提高风电紧固件使用效率,从而降低风电机组成本,对风机用高强度紧固件重复使用扭矩系数进行研究.以8组螺栓连接副为研究对象,对其进行10次装-拆拧紧试验用以模拟风机螺栓的重复使用,并在拧紧过程中记录连接副的螺纹摩擦系数、端面摩擦系数、扭矩系数.通过对试验结果的分析发现:螺栓连接副端面摩擦系数和螺纹摩擦系数均随着拧紧次数的...     

Bearing Friction Torque in Bolted Joints

Formulas are developed for calculation of the effective radius of the bearing friction forces on the rotating contact surface in threaded fasteners. These formulas provide a more accurate estimation of the underhead bearing friction torque component in threaded fastener applications. This enhances the reliability, safety, and quality of bolted assemblies, especially in critical applications. It is well known that the torque-tension correlation in threaded fasteners, and the resulting joint clamping force, is highly sensitive to friction torque components: under the turning head and between threads. This analysis focuses on the bearing friction torque component under the turning head of a threaded fastener. Furthermore, it analyzes the error contained in the current practice when an approximate value, equal to the mean contact surface radius, is used instead of the actual bearing radius. New formulas for the bearing friction radius are developed for a mathematical model of a bolted joint using four different scenarios of the contact pressure distribution under the rotating fastener head or nut. The effect of the radially varying sliding speed over the rotating contact surface is analyzed and compared with a constant-friction-coefficient scenario. Numerical results and error analysis are presented in terms of a single nondimensional variable, namely, the radii ratio between the outside and the inside bearing area.     

复合材料螺接力学行为精细化有限元分析方法

针对航空用纤维增强树脂基复合材料螺栓连接的力学行为研究难题,采用有限元软件二次开发的方法,提出了涵盖层合板高效建模、扭矩与预紧力关系、钉孔配合间隙与滑移过渡段、渐进损伤判断与性能退化等方面的精细化有限元分析模型。提出了基于应变等效原理的紧固件预紧力-扭矩试验测试方法,降低了紧固件预紧力-扭矩转换精度对数值模拟精度的影响。提出了基于修改螺栓头与层合板接触平面摩擦因数的方法以实现对含钉孔配合间隙的复合材料螺接接头的力-位移响应在滑移过渡段的较好模拟。复合材料单搭接螺接接头单剪试验和有限元预测的力-位移曲线对比结果显示极限载荷最大预测误差为17.2%,证明了所提方法能有效地预测复合材料单钉/多钉螺接结构的力学性能演变规律,且所提方法提高了预测结果与试验结果的匹配度,提升了有限元分析的效率,为航空先进复合材料连接结构的力学行为分析奠定了建模技术基础。     

螺栓连接接口轴向振动能量耗散特性研究

根据螺栓连接接触面的轴向接触微观特征,将接触面的接触方式分为峰-峰接触和峰-谷切向接触,提出了螺栓连接轴向振动的动力学模型。在假定接触面出现简谐运动条件下,推导出接口阻尼力的解析表达式和接口能量耗散的关系式。该式表明,轴向振动单位周期内的能耗包括粘性阻尼和干摩擦阻尼能耗两部分,这两部分能耗都与振动幅值和固有频率的平方成正比。粘性阻尼能耗与频率比和阻尼比成正比,干摩擦阻尼能耗与接触面峰-谷切向接触压力与总压力之比成正比,而与振动幅度和压缩位移比成反比,与接口的拉压刚度比成非线性关系。     

含裂纹螺接件应力强度因子三维有限元分析

对飞机结构螺接件来说,最主要的强度问题之一,是在疲劳载荷下会产生裂纹并扩展。而目前对含裂纹螺接件的应力强度因子(Stress intensity factor,SIF)分析多以简化的二维有限元模型为主。为此,在考虑螺栓与孔壁间的非线性接触、摩擦和螺栓预紧力等因素影响的基础上,利用非线性有限元软件MSC.Marc构建含裂纹螺接件的三维有限元分析模型,通过分析得到不同损伤模式下的SIF与裂纹长度沿板厚度方向的变化曲线。结果表明,虽然螺接件孔边裂纹是复合型裂纹,但Ⅰ型SIF起主导作用,Ⅱ型和Ⅲ型SIF可忽略不计;在裂纹长度一定时,接触面处的SIF最大,外表面处最小,孔边双侧裂纹对称时的SIF大于孔边单侧裂纹情形;裂纹长度相同时,含沉孔螺接件接触面上的SIF大于直孔情形时相应的SIF,而外表面的SIF趋势则恰恰相反。     

钢轨波磨对剪切型减振器段振动影响试验

地铁运营中常会出现钢轨波磨,尤其在剪切型减振器地段较为严重。为揭示钢轨波磨对结构振动的影响,选取地铁直线和曲线部分普通扣件和剪切型减振器典型区段进行了钢轨波磨的测量,并对轨道、隧道、地面等结构的振动加速度进行了现场测试。从时域、频域两个方面对比了结构的振动量值和振动传递特性,分析了剪切型减振器钢轨波磨对加速度振级及其减振效果的影响。结果表明:波磨会增大轮轨间动态冲击,使钢轨-道床-隧道-地面的振动显著增加;减振器区钢轨波磨会导致轨下结构振动大于普通扣件区,其减振效果难以实现;减振器区钢轨波磨比普通扣件区严重,曲线半径小、运量较大、速度较快的线路尤为突出,地铁轨道选型应考虑波磨的不利影响。     

螺栓联接件的微动损伤及其涂胶防护试验研究

通过试验分析 ,提出了螺栓联接件的两种不同类型的疲劳破坏形式 ,即孔口应力集中破坏和微动疲劳破坏 ,并研究了不同的螺栓预紧力矩对螺栓联接件微动损伤的影响情况。试验结果表明 ,螺栓预紧力矩大小的改变会引起螺栓联接件不同程度的微动损伤 ,而在联接板面间进行涂胶防护是防止其产生微动损伤的一种较好的方法。最后对涂胶和未涂胶两种螺栓联接件的微动振幅、板面应力、以及由于微动摩擦而产生的板面温升等参数进行了对比测试 ,得出了初步的结论。     

高温环境复合材料螺栓连接振动的防松试验

具有耐高温、轻质、高强等特点的复合材料及其连接结构可满足航空航天领域的迫切需求,已广泛应用于工程中。为比较高温振动环境下不同复合材料螺栓连接形式的防松效果,进行了常/高温条件复合材料搭接板的随机振动试验研究。以搭接结构固有频率为评判量,通过对比试件承受振动载荷作用前后的固有频率变化,研究了常/高温环境下高温胶、双螺母防松形式,以及沉头螺栓张角等因素在给定随机振动载荷下对搭接结构连接刚度的影响。研究结果表明:常温随机振动条件下双螺母防松、60°沉头螺栓的防松性能更好;高温环境下,高温胶防松、30°沉头螺栓连接形式性能较优。     

Study of high-strength CFRP bolted joints with failure- monitoring cone washers

To increase the strength of carbon-fiber-reinforced plastic (CFRP) bolted joints, a method to increase the friction force between carbon-fiber-reinforced plastic members was proposed. The increase in failure load for the proposed joint was confirmed in finite-element method analyses and joint tests. Additionally, the feasibility of damage monitoring using surface strains of the cone washer was demonstrated.     

螺栓连接单搭接件疲劳特性试验与全寿命估算方法研究

飞机搭接件结构在疲劳载荷下会产生裂纹并扩展,而目前对搭接件结构参数与其疲劳寿命的关系研究还不够系统,且寿命估算模型只考虑了全寿命的一部分。对不同结构参数的三螺栓单搭接件的疲劳特性进行了试验研究,并以现有工程方法为基础,构建了基于材料初始不连续状态的搭接件全寿命估算模型。结果表明,搭接件的疲劳破坏具有一定的隐蔽性,在一定条件下,采用直孔形式、增大孔间距和螺栓预紧力、减小孔直径等都可以改善搭接件的疲劳特性。数值估算结果与试验结果的对比表明,所建寿命模型具有一定的精度,能满足工程需要,计算结果和结论可作为该类结构损伤容限设计的参考依据。     

Evaluation of methods for reducing fretting fatigue damage in 2024-t3 aluminum lap joints

Fatigue strength of aluminum lap joints subjected to fretting can vary widely depending on the type of treatments applied to the faying surfaces. Many materials normally selected for their lubricity or good wear properties cannot be used in a bolted joint because of their interference with the load transfer requirements of the joint. Thus the best methods found in this evaluation in order of their effectiveness were bonded and shotpeened, bonded alone, shotpeened alone, and bonded steel wear pads. These techniques increased the fatigue strength at 10⁷ cycles of an untreated joint from 12 k.s.i. to a maximum of 23 k.s.i.