高強(qiáng)度螺栓的應(yīng)力分析及結(jié)構(gòu)疲勞強(qiáng)度優(yōu)化.pdf

1、高強(qiáng)度螺栓廣泛應(yīng)用在各種重要設(shè)備中，其失效會(huì)造成嚴(yán)重的后果。螺栓最主要的失效形式是疲勞斷裂，所以研究高強(qiáng)度螺栓的疲勞問(wèn)題，建立正確的高強(qiáng)度螺栓的疲勞預(yù)測(cè)方法，準(zhǔn)確分析螺栓結(jié)構(gòu)的應(yīng)力應(yīng)變分布，并提出較高疲勞強(qiáng)度的螺栓結(jié)構(gòu)，具有重要意義。本文是利用有限元軟件模擬螺栓結(jié)構(gòu)來(lái)進(jìn)行研究，主要工作包括三個(gè)方面。
　　考慮高強(qiáng)度螺栓的螺牙根部常出現(xiàn)局部屈服的特點(diǎn)，選擇基于彈塑性有限元分析的局部應(yīng)力法來(lái)預(yù)測(cè)結(jié)構(gòu)的疲勞壽命。設(shè)計(jì)了測(cè)定螺栓壽命的疲勞

2、試驗(yàn)，通過(guò)試驗(yàn)結(jié)果和理論計(jì)算結(jié)果對(duì)比，驗(yàn)證了這種方法的可行性和準(zhǔn)確性。
　　利用通用有限元分析軟件ABAQUS對(duì)螺栓結(jié)構(gòu)進(jìn)行有限元分析，考慮材料的彈塑性和接觸非線性，分析螺栓結(jié)構(gòu)的各部分的應(yīng)力應(yīng)變分布，并總結(jié)出各螺牙承載不均勻性的規(guī)律。研究螺栓和螺母的螺紋配合圈數(shù)，接觸面的摩擦系數(shù)，螺紋根部過(guò)度圓角半徑這幾個(gè)因素對(duì)螺栓受力狀態(tài)的影響。此外，對(duì)比了在有限元建模過(guò)程中，采用回轉(zhuǎn)簡(jiǎn)化模型和采用螺旋模型的計(jì)算誤差。
　　在上述基礎(chǔ)上

3、，提出若干種螺栓結(jié)構(gòu)疲勞強(qiáng)度優(yōu)化的思路和方法，并利用有限元法進(jìn)行建模驗(yàn)證。具體措施包括以下幾個(gè):
　　(1)增大螺紋根部的圓角深度，增大根部的過(guò)渡圓角半徑。
　　(2)按一定規(guī)律改變螺母的螺距，有規(guī)律的切削螺母的受力螺紋面。
　　(3)改變螺栓齒高，一定斜度斜切其螺牙，使接觸的前幾號(hào)螺牙齒高減小。
　　(4)改變螺母牙側(cè)角，在螺母的牙根處取一個(gè)段牙側(cè)角為60°的楔形斜面。
　　(5)減小螺栓結(jié)構(gòu)的剛度，達(dá)到