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。     

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。     

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。     

横向交变载荷作用下三种涂层螺栓的防松性能

选用二硫化钼涂层和碳化钨涂层对45钢螺栓进行表面处理,通过横向振动试验研究横向交变载荷作用下螺栓连接结构的松动行为,并与常用的电镀锌涂层螺栓进行对比分析,讨论3种涂层螺栓的防松性能。利用扫描电子显微镜和电子能谱仪分析试验后螺纹表面损伤形貌及化学成分,揭示螺纹表面的磨损机制。试验结果表明：二硫化钼涂层螺栓螺纹表面的主要磨损机制为疲劳磨损、磨粒磨损和氧化磨损,碳化钨涂层和电镀锌涂层螺栓螺纹表面的主要磨损机制为疲劳磨损和磨粒磨损;相同预紧力或等效应力条件下,二硫化钼涂层螺栓因其界面摩擦因数低,防松性能较差,碳化钨涂层螺栓因其表面耐磨性能优异,防松性能最好;相同预紧力矩条件下,二硫化钼涂层螺栓因预紧力高,防松性能最好,碳化钨涂层螺栓次之,电镀锌涂层螺栓最差。     

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。     

热-力耦合作用下螺栓连接松动行为研究

为研究高温环境下螺栓连接结构松动行为,开展温度和横向振动载荷耦合作用下螺栓连接结构的松动行为及防护方法研究。利用光学显微镜、白光干涉三维形貌仪、扫描电子显微镜分析螺纹表面的损伤形貌,揭示其磨损机制;结合动力学响应分析,研究螺栓连接结构的松动行为。试验结果表明：随着温度的升高,螺栓连接结构因变形不一致导致构件之间的相对运动加剧,在相同横向交变位移载荷下,螺栓表面的磨损更加严重,螺栓连接结构松动程度增大;在室温条件下,DLC涂层螺栓/螺母和CrAlN涂层螺栓/螺母连接结构具有良好的防松性能。     

螺栓松动寿命特性试验研究

为研究螺栓松动寿命特性,利用疲劳试验机,设计了螺栓横向振动试验。首先改变横向振动频率,对比位移、速度、加速度振幅对螺栓松动寿命的影响,确定横向位移振幅是影响螺栓松动的主要因素。之后对五个位移振幅等级下的螺栓松动程度进行监测,通过剩余预紧力-振动次数曲线表示螺栓松动情况。将各个位移振幅下预紧力各个阶段数据汇总,参照疲劳研究中材料S-N曲线,绘制成不同松动情况下(剩余预紧力百分比)螺栓松动的位移-寿命(D-N)曲线。分析结果表明:通过螺栓松动D-N曲线,发现螺栓松动寿命曲线与材料疲劳寿命曲线在对数坐标下同样具有双直线、高低周分界的特性。     

螺纹连接松动测试平台设计与分析

倾覆力矩作用下的横向剪切力和轴向力易造成螺纹松动现象,为研究动态载荷下的螺纹连接松动机理,设计了1种螺纹松动测试平台。基于ADAMS、Workbench环境,对螺纹松动测试平台进行了运动学、有限元分析研究。研究结论表明,盆形连接件振幅大小满足螺纹松动实验运动学要求,通过分析偏心装置的应力分布为其材料选择提供理论基础。该装置可以对螺栓分布、预紧力的变化、连接件的刚度以及弹簧垫片等螺纹松动影响因素进行分析研究,利用数字化设计分析技术为螺纹松动测试装备开发提供了有益的探讨。     

煤矿机械螺栓螺母连接松动现象分析

对于煤矿采掘机械螺栓连接锁紧力达不到要求的原因及其造成的危害进行了理论分析,进而给出了预防的办法措施。     

某电子设备连接螺钉冲击松动原因分析

螺纹连接被广泛应用于机载电子设备中。某机载电子设备在冲击试验中,连接隔振器的螺钉出现松动。文中首先提出了引起该设备螺钉松动的宏观原因,主要是冲击响应过大和连接螺钉太小,仿真分析发现,螺钉至少增大为M10才能满足强度要求。考虑到仿真误差和强度余量,同时提出更换大阻尼隔振器的改进措施,改进后的设备顺利通过冲击试验。文中针对螺钉松动进行的原因分析和改进措施对同类型电子设备螺钉和隔振器选型具有一定的借鉴意义。     

传递横向载荷的螺栓联接系统强度可靠性设计

对传递横向载荷的螺栓联接系统的失效模式作了详细分析。并根据载荷均分、k/ n表决系统力学模型作了有关分析计算 ,为该系统的强度可靠性设计作了初步探讨     

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。     

螺栓组联轴接受横向弯矩时螺栓附加载荷的计算方法

横向弯矩是螺栓组联接的一种主要载荷。承受这种载荷的联接多采用普通螺栓,未受弯矩时,各螺栓的预紧力相同,被联接件受压产生一定变形。当弯矩作用在联接件上时,联接产生变形,同时在螺栓中产生附加载荷。以往的计算方法,认为在螺栓中只产生轴向附加载荷。这种近似方法不适用于大型设备中的螺栓联接。国产二十万千瓦汽轮发电机组中一低压缸间接长轴联轴器,在工作中承受较大横向弯矩作用,其螺栓失效表明,螺栓的附加弯矩对裂纹的产生有很大影响。因而,有必要探寻新的方法计算螺栓联     

动态组合载荷作用下螺栓连接结构松动机理研究

针对动态拉压与剪切组合载荷作用下随动装置回转机构的螺栓连接发生松动现象,采用虚拟样机技术和有限元分析方法,研究失效机理及其影响因素。基于虚拟样机技术,提取回转机构故障螺栓连接结构的载荷;用有限元方法分析螺栓连接结构的螺栓数量、预紧力、连接件厚度、弹簧垫片的影响规律;建立数字化分析的评价指标体系,指导防松措施改进设计。以某型随动装置回转机构螺栓改进设计研究为例,基于数字化设计分析技术进行了螺栓连接松动机理研究,结论表明,改进设计与实际工程相符,螺栓连接结构不再发生松动失效。     

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。     

常见紧固件横向振动试验方法

横向载荷更容易引起螺纹连接松动.本文介绍了螺纹连接横向振动试验原理及部分相关国内外紧固件横向振动试验方法标准,并对相关标准中试验设备、试验条件和试验结果进行对比.     

切向加载下螺栓连接复合板的失效分析

极限载荷和孔周应力是导致螺栓连接复合板失效的主要因素。基于Hashin失效准则和有限元模型建立螺栓连接复合板的渐进损伤有限元模型,通过位移载荷响应讨论预紧力、界面摩擦因数和孔隙变化对极限载荷的影响,分析不同铺层角下孔周应力分布规律。结果表明：随预紧力增大,螺栓连接复合板极限载荷先增大后减小,随摩擦因数增大,螺栓连接复合板极限载荷逐渐增大;不同孔隙下准线性阶段位移载荷响应基本一致,孔隙对极限载荷的影响主要体现在滑移阶段及剪切变形阶段;孔隙增大会减小螺栓与螺孔间的有效接触面积,影响螺栓连接的压力分布和强度;纤维铺层方向与应力分量同向时可有效减少外载荷导致的该方向应力分量的变化,且主应力分量皆在承压区域达到其最小值;应力分量方向与纤维铺层方向相同且该方向无外载荷作用时,应力分量随着角度从承压区到非承压区递增变化。     

振动环境下螺纹连接松动的实验研究

研究了模拟振动环境中螺纹连接在不同预紧力下的松动情况。对实验数据的差量分析发现,从信号差值的有效值的增大或减小可以判断螺纹连接松动的情况。     

外载荷下螺栓法兰接头的研究进展

外载荷是影响螺栓法兰接头性能的重要因素，本文综述了国内外对此的研究情况。