塔式起重機螺栓聯(lián)接松動機理研究.pdf

1、螺紋聯(lián)接是機械工業(yè)中目前應(yīng)用最為廣泛的緊固方式之一，也是塔式起重機塔身標準節(jié)之間的主要連接方式之一。螺栓聯(lián)接的自松弛是螺栓聯(lián)接失效的主要形式，會對塔機使用的安全性構(gòu)成嚴重威脅。塔機標準節(jié)之間的螺栓聯(lián)接若發(fā)生自松弛現(xiàn)象，將導致塔機結(jié)構(gòu)剛度降低，甚至造成塔式起重機標準節(jié)扭曲折斷的嚴重后果。本文以QTZ5510塔式起重機標準節(jié)螺栓聯(lián)接為研究對象，通過建立有限元模型模擬特定工況下螺栓聯(lián)接的松動過程，來了解其松動機理。
　　首先，對用于求解

2、預緊力作用下螺栓聯(lián)接螺紋部分的承載力分布的Yamamoto解析法進行研究，采用該解析法求出預緊力作用下螺栓聯(lián)接螺紋處承載力分布的解析解;再利用Pro\E、Hypermesh、Abaqus三種軟件聯(lián)合建模的方式，建立螺栓聯(lián)接的三維有限元模型。先在Pro\E中建立帶有螺旋升角的螺栓聯(lián)接三維有限元模型，再利用Hypermesh進行有限元分析的前處理過程，最后導入Abaqus中進行靜態(tài)分析，得到相應(yīng)預緊力作用下的螺紋接觸部分承載力分布的模擬解。

3、通過對比采用解析法和模擬法求得的承載力分布曲線，驗證了模擬結(jié)果的真實性和所建立的有限元模型的準確性。
　　然后，基于QTZ5510塔式起重機塔身標準節(jié)之間的螺栓聯(lián)接，再次采用聯(lián)合建模的方式建立其三維有限元模型，對該模型的網(wǎng)格劃分進行了優(yōu)化，并在Abaqus中完成邊界條件的設(shè)置，預緊力的施加，載荷步的設(shè)置等前處理過程。采用顯式動態(tài)有限元分析法，在保證模型收斂的基礎(chǔ)上采用一種新的方法準確施加預緊力，得到螺栓聯(lián)接螺紋處承載力分布的模擬解

4、。再次利用Yamamoto法求得相應(yīng)的解析解，并通過與模擬解對比驗證的方法，證明了所建立模型的準確性和新的施加預緊力方法的可行性。
　　最后，對模型進行橫向位移激勵作用下的動態(tài)有限元分析，結(jié)合特定工況下塔身的振動頻率數(shù)據(jù)，研究在周期性橫向位移作用下夾緊件的振動頻率、橫向位移幅值、螺紋嚙合面摩擦系數(shù)以及承壓面摩擦系數(shù)對螺栓聯(lián)接自松弛的影響。以此間接對螺栓聯(lián)接的松動機理進行了研究。
　　本文的研究結(jié)論不僅有利于了解螺栓聯(lián)接自松弛