高強度螺栓的應力分析及結構疲勞強度優(yōu)化.pdf

1、高強度螺栓廣泛應用在各種重要設備中，其失效會造成嚴重的后果。螺栓最主要的失效形式是疲勞斷裂，所以研究高強度螺栓的疲勞問題，建立正確的高強度螺栓的疲勞預測方法，準確分析螺栓結構的應力應變分布，并提出較高疲勞強度的螺栓結構，具有重要意義。本文是利用有限元軟件模擬螺栓結構來進行研究，主要工作包括三個方面。
　　考慮高強度螺栓的螺牙根部常出現局部屈服的特點，選擇基于彈塑性有限元分析的局部應力法來預測結構的疲勞壽命。設計了測定螺栓壽命的疲勞

2、試驗，通過試驗結果和理論計算結果對比，驗證了這種方法的可行性和準確性。
　　利用通用有限元分析軟件ABAQUS對螺栓結構進行有限元分析，考慮材料的彈塑性和接觸非線性，分析螺栓結構的各部分的應力應變分布，并總結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，接觸面的摩擦系數，螺紋根部過度圓角半徑這幾個因素對螺栓受力狀態(tài)的影響。此外，對比了在有限元建模過程中，采用回轉簡化模型和采用螺旋模型的計算誤差。
　　在上述基礎上

3、，提出若干種螺栓結構疲勞強度優(yōu)化的思路和方法，并利用有限元法進行建模驗證。具體措施包括以下幾個:
　　(1)增大螺紋根部的圓角深度，增大根部的過渡圓角半徑。
　　(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，使接觸的前幾號螺牙齒高減小。
　　(4)改變螺母牙側角，在螺母的牙根處取一個段牙側角為60°的楔形斜面。
　　(5)減小螺栓結構的剛度，達到