复合材料螺栓连接失效分析

复合材料螺栓连接的孔边应力分布和其失效模式的关系一直是机械连接强度分析中十分重要的问题,不同的失效模式区域所受的应力是不同的。首先采用了适当的孔边应力函数获得了失效区域孔边径向正应力、切向正应力和剪切应力的分布,分析了不同失效模式(挤压失效、剪切失效和拉伸失效)和其所受应力的关系。随后基于螺栓连接的三维实体有限元模型,将有限元分析的结果和解析法得出的结论进行了比较,发现的解析法计算的结果和有限元结果吻合良好,验证了复合材料螺栓连接的不同失效模式和其所受应力的关系。这表明复合材料螺栓连接不同的失效模式是由不同的应力所导致的。     

EPGC204材料螺栓连接时避免基体开裂的临界几何参数研究

针对EPGC204复合材料螺栓连接时基体开裂问题,运用数值模拟有限元仿真计算的方法,建立EPGC204零件螺栓连接时几何参数(宽径比W/D,端径比E/D)与应力的关系曲线,研究几何参数对基体开裂的影响,寻找避免基体开裂的临界几何参数,为零件设计提供参考依据。     

高强度螺栓连接接头的受力

高强度螺栓连接接头的受力南京交通高等专科学校毛海军太原重型机械学院徐克晋金属结构高强度螺栓受拉弯连接接头的受力计算方法目前并不统一，国内常用两种方法，它们都认为受拉弯的端板有足够的刚性，不考虑端板的变形，并忽略端板反力的影响。方法一是假设中性轴位于受...     

基于螺栓连接的高载荷吊挂结构参数化有限元分析

通过分析不同节点的网格与预紧力模拟方法对螺栓强度计算准确性的影响,在VC++6.0中开发了温差法预紧力施加的可执行程序,并完成了与MSC.Patran的集成;应用PCL语言开发出具有友好操作界面的吊挂结构参数化有限元分析系统,实现了有限元分析全参数化驱动;最后,通过系统应用实例验证了该系统的高效性及结果的可靠性。     

单剪螺栓连接复合材料叠层板螺栓孔周边应力场分布

基于螺栓连接三维实体模型,研究螺栓-孔间隙、挤压面摩擦因数等因素对挤压面上的应力分布的影响。研究发现螺栓连接叠层板每层中在纤维方向上释向应力和周向应力达到最大值,单层板铺层方向是径向应力和周向应力的主要承载方向。螺栓-孔间隙对孔周应力的分布产生较大的影响,径向应力分布具有相似性,间隙越大,径向应力水平越高,最大周向应力反而有所减小,而且间隙的存在使得径向应力的分布发生改变,最大径向应力向外加载荷方向靠近;螺栓-孔接触面的粗糙程度对孔周应力的分布也产生较大的影响。随着摩擦因数的增大,最大径向应力随之减小;最大周向应力随着摩擦因数的增大而减小。     

气缸的螺栓连接有限元应力分析

针对气缸螺栓连接选择不当造成应力集中、材料浪费、制造工艺复杂等问题,利用有限元方法进行分析,得到丰富数据,能够满足设计要求,并对结果通过理论计算加以论证。此方法也可用于受力形式和约束条件更加复杂的螺栓连接的设计。     

柱壳结构螺栓法兰连接非线性刚度分析

螺栓法兰装配的柱壳连接结构主要由壳体承载压缩载荷,而由螺栓-法兰结构承载拉伸载荷.当拉伸载荷大于临界值时,法兰盘接触面出现压力零域,即发生局部接触分离进而造成连接刚度损失,令螺栓-法兰连接结构呈轴向刚度非线性特征.为揭示预紧力作用下结构参数对此非线性刚度的影响,基于弹性薄壳理论和Couchaux改进梁理论构造了法兰盘与...     

螺栓连接界面非线性建模及其参数辨识方法研究

螺栓连接是一种在机械结构中应用极其广泛的连接形式,由于连接界面上存在多种非线性特征,对连接结构的刚度和阻尼具有重要的影响,并进一步导致其动力学特性的非线性变化.建立了螺栓连接界面的非线性模型,并提出了一种基于准静态试验的模型参数辨识方法.首先,在模型中考虑了沿界面法向的非线性接触刚度以及界面上粘滞、滑移、间歇性分离等多...     

考虑多指标约束的蜂窝夹层防热结构参数优化

介绍蜂窝夹层结构导热率的半经验计算公式,蜂窝夹层结构主要破坏形式及相应等效力学参数的计算方法。提出以最小质量为设计目标,以满足热学、力学多指标要求为约束条件的蜂窝夹层结构参数优化问题。应用改进的遗传算法,对典型金属热防护结构的外部蜂窝夹层子结构进行参数优化。优化结果表明:所提出的方法能够实现对蜂窝夹层结构的减重,而且在考虑隔热性能的基础上,加入力学指标约束会对优化结果产生明显影响。     

吸湿对PMI 泡沫夹层结构复合材料力学性能和介电性能的影响

文中研究了不同湿度、不同温度条件下PMI泡沫夹层结构复合材料在吸湿过程中弯曲性能、平压性能以及透波性能的变化规律。结果表明:在湿度分别为85% RH、95% RH、浸水,温度分别为50 ℃、60 ℃、70 ℃的环境中,在吸湿初期,随着环境湿度增大和温度升高,试样的吸湿率增大,力学性能下降;环境湿度越大,温度越低,试样的饱和吸湿率越大,PMI泡沫夹层结构复合材料的弯曲性能、平压性能就越低,透波性能也越差。     

基于GHM多小波的螺栓连接转子装配紧度定量检测方法

螺栓连接转子是由螺栓将若干段转子或轮盘压紧组合而成的一种具有重量轻、强度高、刚性好、各级轮盘材料选择灵活等优点的典型转子结构形式,被广泛应用于航空发动机与燃气轮机。针对螺栓连接转子装配中存在的盲装、试装、装配紧度一致性差、服役中螺栓紧度退化与松动故障,提出了一种基于GHM多小波的螺栓装配紧度定量检测方法。采用兼备对称性、紧支性、正交性、高阶消失矩等优良特性的GHM多小波对螺栓连接转子螺栓装配状态进行特征提取,通过多小波相对能量分布特征定义了装配紧度定量指标,通过实验验证表明所提出的方法可以准确识别螺栓六种由紧到松的状态。     

考虑支撑结构及螺栓连接的变桨轴承强度分析

针对MW级风电机组变桨轴承静强度与疲劳强度分析的问题,建立了考虑轴承支撑结构刚度及螺栓连接的"叶片-轴承-轮毂"整体等效有限元模型。变桨轴承等效模型中滚球与滚道接触采用非线性弹簧等效,弹簧刚度利用Herz理论进行计算,并将弹簧节点与滚道曲面采用刚性联接,模拟滚球与滚道的接触边界条件;轴承与叶片、轮毂的螺栓连接采用梁单元进行等效,两端分别与被联接零件刚性联接,模拟轮毂-轴承-叶片螺栓联接接触边界条件;模型中弹簧载荷即为滚球载荷,基于Herz接触理论将得到的滚球载荷转化为接触应力,并可以分析滚球接触角变化与套圈变形及应力。采用此模型并结合ISO标准可以在考虑支撑结构及螺栓连接的基础上有效地分析变桨轴承静强度及疲劳强度,并且减少大规模接触计算,提高了计算效率。     

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。     

船用柴油机活塞连接螺栓断裂失效分析

采用光学显微镜、扫描电镜和能谱分析等检测手段对船用柴油机活塞头和活塞裙的连接螺栓断裂原因进行了分析。结果表明：该连接螺栓的断裂属多疲劳源引起的疲劳断裂,疲劳源均位于螺纹牙根表面,是由车削螺纹表面加工精度不高而引起的;此外,显微组织中网状、块状铁素体的存在以及螺纹表层脱碳使连接螺栓疲劳强度下降也是造成断裂的重要原因。     

风力发电机连接螺栓断裂失效分析

某外资企业生产的风力发电机连接螺栓,使用很短时间即发生断裂失效,通过对断裂螺栓的断口宏观检查、金相组织的全面检验和开裂部位与非开裂部位的解剖对比分析,结果表明:螺栓断裂是由于淬火时形成了很深的裂纹;淬火裂纹的形成与冷速过快、表面脱碳及螺纹根部应力集中有关。     

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。     

框架的高强度螺栓连接简化计算及有限元分析

通过建立外伸端板连接螺栓模型作为算例,采用VDI2230高强度螺栓计算规范,对选用的螺栓连接结构进行计算,然后根据算例的边界条件,采用ANSYS 12.0对螺栓连接结构进行有限元模拟计算,最后对比计算结果和有限元模拟分析结果。通过对比两种计算结果可知,利用有限元分析方法模拟计算高强度螺栓的强度,可以得到与工程计算非常相近的结果,这可为有限元模拟大型装配体结构提供技术支持,缩短开发周期。     

风力发电机组高强度连接螺栓的计算方法

兆瓦级风力发电机组的各组部件之间通常都通过高强度螺栓连接.这些高强度螺栓常年处在较为恶劣的环境中,且受力复杂.通过风力发电机组运行证明,螺栓连接处是较易出现失效的地方.因此,在设计时需要对机组螺栓连接的各部位进行精确的计算,以保证风电机组运行的安全性、可靠性.主要介绍了关键部位连接螺栓适用的不同计算方法.     

非金属垫片螺栓法兰连接寿命评价

分析非金属垫片密封的时效特性,考虑高温条件下材料退化和垫片载荷松弛过程对密封性能的影响,依据多孔介质理论,建立非金属垫片密封的时效泄漏模型.将螺栓法兰连接系统寿命划分为密封寿命和部件寿命.提出密封寿命试验方法,在考虑垫片泄漏特性变化的基础上,基于指标泄漏率分析螺栓法兰连接系统密封寿命;基于蠕变和疲劳损伤准则分析高温螺栓的剩余寿命,探讨螺栓法兰连接系统的密封寿命和各部件寿命之间的关系.建立螺栓法兰连接系统的寿命预测最弱环模型,将垫片的变形特性和泄漏特性统一于螺栓法兰连接系统中进行研究,提出基于指标泄漏率和结构完整性的螺栓法兰连接系统寿命评价方法.