螺距误差下的螺纹副应力分布及其对装配预紧力的影响研究

螺栓连接结构中的螺纹副和端面接触应力分布规律对装配预紧力以及连接可靠性起着关键的作用,螺纹加工过程中所产生的螺距误差使理想条件下的接触应力发生变化,其导致的螺牙啮合顺序变化不仅会影响螺纹副的应力分布还会对端面的应力分布产生影响,使螺栓拧紧过程中的扭矩与预紧力关系也随之发生变化.针对上述现象,以M10螺栓连接为例,建立了...     

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     

螺纹连接件承载能力分析

本文将螺纹牙扣之间的接触受力状态表示为二次规划的型式,解二次规划直接得出接触载荷和接触状态:通过弹性或弹塑性有限无分析产生二次规划的系数矩阵和螺纹连接件的接触应力状态;对于材料非线性的处理,将刚度矩阵的修改缩聚到小的局部塑性区,并通过二次方程来求解过渡无素的加权系数;进行二次规划和弹塑性有限无分析的交替迭代,确定螺纹连接件的承载能力;从实际工程问题的计算和实验的验论表明,该方法效率高,精度好,具有工程应用价值。图6数1参8     

振动条件下螺纹预紧力衰退机理和影响因素研究

预紧力的保持性直接影响螺纹连接件的紧固功能,当前国内外的研究成果表明,在周期性横向振动的作用下螺纹连接件的预紧力很容易出现衰退,其中塑性变形和内外螺纹间的旋转松动是导致预紧力衰退的两个主要原因。通过多种有限元模型仿真对比,进一步揭示了横向振动条件下的预紧力衰退机理,发现应力再分布是导致预紧力衰退的另外一个重要原因。在此基础上,系统分析了在不同横向力、螺纹面摩擦因数、端面摩擦因数和材料特性的条件下,应力再分布、塑性变形以及旋转松动所导致的预紧力衰退过程的规律,最终获得了包含预紧力非线性快速衰退、预紧力线性衰退、以及疲劳断裂三个阶段的典型预紧力衰退曲线,并通过横向振动试验验证了该曲线的正确性。     

硫化机机架螺栓联接预紧力分析

硫化机机架不但要满足强度要求,还要满足一定的刚度要求,螺栓联接方式和预紧力影响整机的刚度。文中采用HyperMesh软件建立硫化机机架赫兹接触理论下的螺栓联接模型,分析了不同的螺栓预紧力对机架整体刚度和强度的影响,为硫化机机架的螺栓连接方式设计和预紧力计算提供参考。     

板间摩擦对飞机典型连接件细节应力的影响

基于Ansys软件,提出了一种适用于高锁螺栓过盈配合连接件的螺栓预紧力准确模拟施加方法。考虑螺栓过盈配合、螺栓预紧力等特征,对飞机典型连接件的三维有限元弹塑性模型进行了建立。计算了不同板间摩擦下连接件危险部位的最大等效应力,并通过分析连接件上2个点应变值的变化规律,得出最大等效应力变化的原因。结果表明,最大等效应力随板间摩擦因数的增加,呈现先减小再增大的趋势,且为连接件板间的摩擦力传载和连接件上下板两自由端外翘综合作用的结果。该分析计算结果可为此类连接件的有限元分析和耐久性设计提供参考。     

定位预紧配对角接触球轴承工作预紧力分析

针对轴向定位预紧配对角接触球轴承工作预紧力随转速及温度变化而变化的现象,分析了轴承工作预紧力的影响因素,编制了基于VC++的工作预紧力计算软件,以7020C/DB轴承为例,对比了自编软件计算的工作预紧力值与Weck M等人的计算值,二者误差在10%以内,且自编软件计算值与试验测量数据也非常吻合。     

双列角接触球轴承预紧力分析

为使双列角接触球轴承的使用性能得到充分保证 ,必须对其施加一定的预紧力。同时 ,主机对此类轴承多有高灵敏度和低摩擦力矩的要求 ,那么对其施加的预紧力必须准确 ,通过实际测量和理论计算可以达到这一要求。附图7幅 ,参考文献 2篇     

配对角接触球轴承初始预紧力分析

基于Hertz接触理论,分析并给出了高温、高速下定位预紧配对角接触球轴承的最小工作预紧力,以有效防止球的陀螺旋转,结合高温、高速工作中离心膨胀、工作温度及配合过盈量对轴承预紧力的影响,建立了初始预紧力及最小工作预紧力的关系,基于此关系编制计算软件,可以快速得到所需初始预紧力。     

动载激励下的预紧螺栓轴向应力特征分析

螺纹是一种使机械各个组成部分联接起来的机械要素。为了提高螺纹联接有限元模型的可靠性,对螺纹联接结构进行了参数化建模,并分析了螺栓在预紧力以及动载激励下的轴向应力特征。模型能够较好地反映螺栓螺纹牙底的应力集中,螺栓螺纹牙的轴向承载不均,螺纹孔倒角角度对螺栓螺纹的影响以及外载荷与施加在螺栓上的载荷之间的关系等多个现象的物理实质。结果表明,螺纹联接模型是可靠的,并且其分析方法对螺纹联接结构的力学性能分析及其结构优化设计研究具有重要的参考意义。     

Three-dimensional finite element analysis of the mechanical properties of helical thread connection

Conventional analytical and numerical methods for the mechanical properties of helical threads are relied on many assumptions and approximations and thus hardly yield satisfied results. A parameterized 3D finite element model of bolted joints with real helical thread geometry is established and meshed with refined hexahedral elements. The Von Mises plasticity criterion, kinematic hardening rule of materials and interfacial contacts are employed to make it possible for the suggested model be able to approach real assembly conditions. Then, the mechanical properties of bolted joints with different thread pitches, thread numbers and modular ratios are investigated, including the contact pressure distribution at joint interfaces, the axial load distribution and stress concentration in screw threads during the loading and unloading process. Simulation results indicate that the load distribution in screw threads produced by the suggested model agrees well the results from CHEN’s photoelastic tests. In addition, an interesting phenomenon is found that tightening the bolt with a large preload first and then adjusting the clamping force by unloading can make the load distribution more uniform and reduce the maximum residual equivalent stress in thread roots by up to 40%. This research provides a simple and practical approach to constructing the 3D finite element model and predicting the mechanical properties of helical thread connection.     

注塑机拉杆传动端梯形螺纹的应力分析与优化

针对注塑机拉杆在使用过程中易在其传动端梯形螺纹处早期断裂的问题,就梯形螺纹的特点,采用ANSYS软件内嵌的APDL语言建立拉杆传动端梯形螺纹的二维几何模型、有限元模型与优化模型.在对比分析弹性材料与弹塑性材料梯形螺纹受力特点的基础上,运用弹性材料的分析模型对梯形螺纹参数进行优化.对比优化前后拉杆梯形螺纹的弹性与弹塑性应力分析表明,拉杆梯形螺纹的承载能力得到大幅提高,并可确定拉杆梯形螺纹在与螺母配合处之外的合理牙型数.     

发动机结构的组合分析技术

发动机是由机体、缸盖、曲轴、活塞、连杆等造型非常复杂的部件通过紧固螺栓、轴销等连接方式构成的组合结构。在对其进行结构有限元分析中,既要真实反映各部件间通过接触面传递的作用力和螺栓预紧力、过盈配合力,以提高结构分析计算的准确程度,又要实现各部件相对独立的分析计算,以减少有限元分析计算的规模。文章利用ANSYS软件完成了某汽油发动机以上5个结构件的参数化建模,给出了真实反映相邻部件连接关系的组合分析模型,成功地对该发动机结构进行了有限元分析,得到了各种载荷作用下结构的位移与应力分布。     

基于接触应力的挖掘机工作装置有限元分析

以斗容量0．5m3单斗液压挖掘机为例,分析了传统的挖掘机工作装置有限元分析方法的不足。引入接触应力方法,对挖掘机工作装置进行整体有限元分析。介绍了接触应力及其应用过程,这一有限元分析方法更符合挖掘机工作装置在实际特定工况下的受力状态。     

基于有限元法的过盈配合应力分析

针对传统理论计算分析方法仅适用于外廓简单配合零件的局限,利用有限元法模拟了轴毂过盈配合分析过程,分析结果与传统理论分析结果具有较好的一致性.在此基础上,对某机构复杂轴毂配合情况进行了有限元法计算,该方法为复杂外廓零件的过盈配合计算提供了有力的依据.研究成果为校核连接零件强度、计算传动能力提供了依据,从而能更好地利用过盈配合的结构形式为机械设计服务.     

准双曲面齿轮齿面接触应力过程计算

针对准双曲面齿轮疲劳破坏中出现几率最高的齿面接触疲劳强度问题,在齿面接触分析（TCA）和承载接触分析（LTCA）的基础上,采用弹性力学中2个空间曲面弹性接触计算方法,计算了齿轮副在整个啮合过程中齿面最大接触应力的变化过程,指出了最大接触应力所在的齿面位置,这一点与现有的强度计算方法不同,为实际工程中准双曲面齿轮的接触强度设计与校核提供了更为准确的方法。     

大型500 kV变压器主密封法兰系统受力分析

利用有限元分析软件ABAQUS对油浸式变压器的主密封界面的螺栓、垫片、法兰系统进行建模,分析预紧状态下法兰螺栓受力及变形情况,探讨接触应力随橡胶垫片压缩率、流体压力、橡胶垫片硬度的变化规律。结果表明:在螺栓预紧载荷作用下,法兰偏转使螺栓受力不均,箱沿连接处为法兰最易损坏位置,可在箱沿与箱体处加额外刚性固定来增加强度;随着压缩率与流体压力的增大,橡胶垫片的接触应力和von Mises应力均增大;橡胶垫片硬度越大,相同流体压力下的接触应力和von Mises应力也越大,因此当密封界面承受较大流体压力时,应选用硬度大的橡胶垫片。     

关于面齿轮接触和弯曲应力有限元计算方法的研究

根据面齿轮加工基本坐标系和齿轮啮合原理,由刀具齿面方程和坐标转换矩阵建立了面齿轮齿面方程,通过编程计算出面齿轮齿面点,实现了面齿轮三维可视化建模。采用三维有限元分析方法,研究了5种不同载荷条件下面齿轮传动的接触应力、弯曲应力和重合度的变化规律。计算结果表明,随着载荷的增大,面齿轮齿面接触区和重合度增大;在单齿啮合时,面齿轮接触和弯曲应力最大,弯曲应力最大值出现在沿齿高方向靠近中间的位置。本文对面齿轮传动的强度设计具有一定的指导意义。     

钻铤双台阶螺纹接头尺寸偏差对接触特性的影响

提出了双台阶螺纹接头预紧力的计算方法。基于ANSYS分析平台开发了集参数化几何模型、网格划分、约束及载荷施加于一体的石油钻铤双台阶螺纹接头自动建模程序。考虑材料非线性和接触表面非线性,对标准螺纹接头进行了弹塑性接触应力应变分析,给出了预紧载荷、拉伸载荷和内外压工况下接头的应力应变云图及螺牙面的接触应力曲线。同时分析了公接头存在尺寸偏差时接头应力应变的变化规律,为确定合适的接头长度偏差及螺纹偏差提供了理论依据。     

基于螺钉连接接触问题有限元分析的探讨

螺钉连接是典型的机械连接方式,连接面的接触问题是机械连接最常面临的问题。由于接触面的应力状态很难测定,属于接触非线性问题。本文利用有限元软件建立了两块螺钉连接的板结构有限元模型。基于所建立的有限元模型,本文运用Partran2003进行线性分析和ABAQUS6.4进行非线性分析,计算两块螺钉连接板的受重力变形情况。计算结果表明,用非线性方法分析得到的结果更合理．准确。提出对典型连接的接触问题,用非线性有限元分析的方法。