螺栓预紧力对螺栓结合面特性参数的影响规律研究

高精度空气静压轴承中螺栓结合面的特性受组成结合面的构件的材料、接触面的形貌、接触面的几何精度、接触面的接触形式等因素的影响,其中影响最为显著的是螺栓预紧力。通过有限元仿真和实验模态分析方法辨识了螺栓结合面的特性参数,并研究了螺栓预紧力对螺栓结合面特性参数的影响规律。发现,随着螺栓预紧力的增加,螺栓结合面特征频率随之增加;当螺栓预紧力增加到一定数值时,螺栓结合面在有限元仿真时可以定义为绑定接触。     

非圆孔对螺栓连接结构被连接件弹性回弹量的影响

在使用德国VDI 2230标准进行螺栓强度校核的过程中,会涉及到被连接件弹性回弹量计算,其中螺栓孔形状的不同会影响被连接件弹性回弹量的值,从而对螺栓强度的校核结果产生影响。对椭圆形孔的被连接件弹性回弹量仿真计算结果和其通过VDI推导公式计算结果进行对比,确认了被连接件回弹量VDI推导公式的正确性。所做的研究为带椭圆孔被连接件的螺栓连接提供了技术支持。     

钉头对复合材料单搭接结构破坏模式影响研究

为了研究单搭接螺栓连接结构的承载特性及钉头形式对其影响,进行了单搭接连接件的拉伸试验与数值模拟仿真,试验结果表明:钉头形式对连接结构失效模式影响较大,凸头螺栓连接件的层合板只有挤压破坏,沉头螺栓连接件主要为净截面拉伸破坏;数值分析采用面内失效和层间分层失效的渐进失效方法建立三维模型,计算结果显示凸头螺栓连接件在层合板孔边附近出现了严重的纤维损伤和挤压分层损伤,而沉头螺栓连接件层合板的净截面应变明显偏大导致拉伸破坏,计算结果与试验结果吻合良好。     

栓焊并用连接结构疲劳寿命分析

为了研究端部角焊缝与高强度螺栓并用连接结构在循环荷载下的疲劳性能,通过试验,对比了焊接和栓焊两种不同连接结构疲劳寿命和疲劳失效机理的差异,分析了高强度螺栓对栓焊结构疲劳寿命的影响。结果表明,高强度螺栓能够减小焊缝处的受力,抑制裂纹扩展,提高结构连接刚度,有效延长结构的疲劳寿命。同时利用等效结构应力法对栓焊结构进行了寿命估算。估算结果与试验结果吻合良好,误差在10%以内,验证了等效结构应力法对端部角焊缝与高强度螺栓并用连接结构寿命估算的适用性。     

螺栓连接件抗振性设计及制造

对影响螺栓连接件抗振性的主要因素进行了简要分析与说明。从加工、制造工艺以及紧固件的结构形式出发,结合装配后螺纹载荷的分布状况,采用等强度设计方法,在满足紧固件强度的条件下,通过适当降低其刚度、减小螺纹根部应力集中等措施达到了提高螺栓连接件抗振效果之目的。     

机械固定结合面动态特性的试验与研究

采用实验模态方法进行测试,测试了3个因素在不同水平时固定结合面的动柔度值,通过对固定结合面有限元仿真分析对实验模态测试结果进行了对比验证,结果表明两种方法所得结果基本吻合。设计了螺栓预紧力矩、连接螺栓个数以及固定结合面介质种类等3个因素的L9(34)的正交试验,计算了三个影响因素对结合面动柔度值的影响效果,进行了排序。研究的方法与结果可为进一步研究结合面动态特性提供参考。     

基于虚拟材料方法的螺栓预紧力模拟的研究

螺栓的预紧力是影响螺栓连接面力学特性的一个重要的因素,在精度需求较高的含螺栓连接的有限元分析中,需要考虑螺栓的预紧力。运用虚拟材料方法模拟模态分析中的螺栓预紧力,首先根据结合面的参数计算各个预紧力下的虚拟材料属性,在有限元软件中建立含虚拟材料连接面的模型,仿真得到螺栓连接板件的固有频率和振型。仿真结果跟模态实验结果一致,验证了采用虚拟材料方法模拟螺栓预紧力的有效性,为装配体的有限元建模提供了途径。     

螺栓配合间隙对剪切刚度的影响

针对螺栓连接件剪切刚度分散性问题 ,对螺栓配合间隙影响剪切刚度的重要因素开展研究。通过精确的试件设计 ,得出了螺栓配合间隙与剪切刚度的关系 ,为螺栓类连接件的寿命分散性分析提供了技术基础 ,也为关键部位的螺栓配合间隙的确定提供依据     

箭体结构连接刚度影响因素研究

火箭舱段对接面的连接刚度是影响飞行安全性的重要因素之一,同时由于运载能力的约束,箭体结构设计过程中对质量的要求较为严格。通过有限元仿真分析,对 箭体结构舱段对接面连接刚度的影响因素即连接螺栓预紧力、对接件厚度、螺栓分布等进行了分析研究,得出了各因素对刚度影响的规律,为后续箭体结构对接面的设计工作提供参考。     

结构刚度对机翼连接件连接螺栓载荷分配的影响

机翼连接件是静不定结构,载荷的传递很难用传统的静定结构进行受力分析。利用PATRAN/NASTRAN软件对机翼连接件进行有限元建模,对连接件存在的螺栓连接和端面接触问题,进行了合理的有限元模拟,重点分析了翼型结构特性对螺栓载荷分配的影响。为比较结构刚度变化对螺栓载荷的影响,分别调整连接件局部刚度和结构整体刚度,通过有限元分析,得出了螺栓载荷分配随结构刚度的变化规律,对机翼连接结构设计具有一定的参考价值。     

一种叉耳连接结构的刚度和强度分析

叉耳连接结构是一种广泛应用于导弹尾翼连接的结构形式。主要针对某次尾翼静力试验中该类结构在刚度和强度方面出现的问题,建立了等效简化有限元模型,系统分析了螺栓布局、被连接件刚度匹配、螺栓/螺栓孔间隙以及螺栓预紧力对叉耳连接刚度、承载能力的影响。最后,根据分析结果,结合产品工艺性,对原叉耳结构进行了改进,并通过仿真验证了结果的正确性。     

"三明治"式复合结构床身连接件设计与性能研究

以外部钢板和内部填充混凝土的"三明治"式复合结构床身具有动力学和热力学稳定的特点.但由于切削载荷引起的剪切力作用,内外层之间易发生"剥离"现象,需要加强联结以抵抗剪切变形.针对连接件的抗剪分析和优化设计问题,首先构建单钉单剪的物理模型,利用等效替换将其结构简化为悬臂梁,分析连接件的应力分布;并对结构进行抗剪分析,对比不同连接件的抗剪性能以确定连接件类型;在此基础上,以连接件直径、排布方式为研究因素进行有限元分析以确定群钉效应对力学性能的影响;并进一步建立连接件的剪力传递理论以验证连接件的抗剪刚度规律.结果表明:相同参数的连接件,单栓钉受剪性能优于单螺栓,不同直径的多栓钉受剪性能受其排布方式及受力方向的共同影响,并且有限元分析结果与建立的受剪承载力计算公式吻合较好,可为连接件在"三明治"式复合结构床身中的应用提供了理论基础.     

反对称双犬骨螺栓连接强度可靠性仿真

为了确定反对称双犬骨螺栓连接件结构破坏起始位置和静强度可靠性。采用ABAQUS有限元软件建立连接件模型,分析紧固孔孔周应力分布;根据有限元计算结果,采用改进均值法和响应面法进行静强度可靠性仿真,同时对仿真结果进行比较。     

机械结合部单元静态变形分析研究

整机是由许多通过结合部连接的构件组成的整体,而螺栓结合部是机床设计中的主要问题之一。螺栓结合部的结合状态比较复杂,研究过程和方法也相对复杂。结合面的研究首先从结合面的静态特性开始。该文首先简要介绍了影响结合部静态特性的主要因素及接触理论,并通过非线性接触表面层理论对螺栓结合部的接触变形进行了解析计算,为整机结合部的静态特性分析提供了边界条件。     

航空结构中螺栓连接预紧力设计研究

螺栓预紧力表示的是螺栓在拧紧过程中,螺栓与其他连接件之间在拧紧力矩的作用下沿螺栓轴线方向的力。影响螺栓预紧力的因素有很多,比如:螺母与连接件之间产生的静摩擦力、螺母与螺栓之间产生的静摩擦力以及螺栓的拧紧力矩。航空结构中有许多部位需要螺栓连接的,因此,研究航空结构中的螺栓预紧力对于飞机整体的稳定性有一定的帮助。     

图解桥梁施工技术(五) 梁桥施工(5)

正钢桁梁施工钢桁梁的连接主要采用铆钉连接、栓焊连接和全焊连接。铆接结构中,构件采用铆钉连接,通过铆钉的抗剪传递构件内力;栓焊结构中,构件的板件之间采用焊接,构件与构件之间采用高强度螺栓连接,通过拧紧高强螺栓产生的摩擦力传递构件内力;全焊结构中,构件的板件及构件连接采用焊接连接,通过焊缝传递构件内力。铆钉连接作业中,劳动强度较高,噪音大,在桥梁结构中已较少使用铆接结构;栓焊     

轴套长度对被连接件压缩变形体形状影响的研究

螺栓连接结构在其夹紧区域内压缩变形量的计算会受到压缩变形体形状的影响.为了探究更适宜的压缩变形体等效方式,基于压应力4次分布理论修正了与轴套接触的被连接件内压缩变形体的最小外径,得到被连接件轴向压缩变形量的修正解析式.对有限元仿真的节点应力进行曲线拟合和数值积分计算,得到螺栓的轴向压缩变形量.结果表明:螺栓连接结构夹紧区域内压缩变形体为平头圆锥、圆柱与双平头圆锥的组合形式更为恰当,与轴套接触的被连接件内压缩变形体的最小外径修正为轴套外径与螺栓头支承面直径平均值的1.4倍时,其相对误差不超过7.49％;采取正确的压缩变形体等效方式并引入被连接件压缩变形体最小外径的修正有利于计算含有轴套的螺栓连接结构的轴向压缩变形量.     

轮盘-轴组件结合面螺栓等效刚度及其对动力学性能影响的研究

轮盘-轴组件的结合面特性对转子静动特性有着重要的影响,并且螺栓紧固质量是其中重要因素之一。本文以某燃机轮盘-轴组件为研究对象,采用弹簧阻尼单元等效处理结合面的螺栓连接,建立组件整体有限元模型。然后,基于吉村允孝的结合面等效刚度计算理论,提取试验测得的轮盘-轴组件结合面的面压参数,对等效模型中的弹簧阻尼单元各向刚度进行校准。对计算结果进行对比分析,并结合了模态测试的振型和固有频率数据,结果表明,该等效模型能够很好地模拟螺栓连接特性对轮盘-轴组件动态特性的影响。最后,基于该等效模型计算分析了螺栓连接的等效连接刚度大小和离散度对组件动态特性的影响规律。     

高强度螺栓—新型的钢结构连接件

介绍高强度螺栓连接副元件的材质与性能，影响高强度螺栓预拉力的因素及与扭矩系数的关系，被连接件表面的处理方法，连接接关头的构造及影响承载力的因素。     

抑制螺栓固定悬臂梁谐振效应的胶层设计

螺栓连接结构的受迫振动通常存在非线性谐振效应,这会影响基于线性近似的悬臂梁结构特征频率优化结果的可信度,因此必须对其谐振效应加以抑制。分析非线性来源可知螺栓连接面的碰撞等因素导致了非线性,提出在螺栓连接结合面添加弹性胶层的方法来弱化由于螺栓接触状态的周期变化导致的谐振效应,实验结果表明胶层的添加可以明显减弱螺栓固定结构非线性谐振。在此试验结果的基础上,利用拓扑优化方法,以应变能极小为目标对胶接层分布进行优化设计,仿真结果表明优化后的胶层分布可有效的抑制谐振响应。