軸向載荷作用下鋼-鋼螺紋聯(lián)接的松動(dòng)行為研究及數(shù)值模擬.pdf

1、螺紋聯(lián)接結(jié)構(gòu)廣泛應(yīng)用于各類機(jī)械構(gòu)件中，對(duì)機(jī)械設(shè)備的整體性能至關(guān)重要。振動(dòng)環(huán)境中工作的螺紋聯(lián)接結(jié)構(gòu)會(huì)出現(xiàn)夾緊力的持續(xù)下降，即螺栓松動(dòng)，成為重大安全隱患。目前關(guān)于螺紋聯(lián)接結(jié)構(gòu)松動(dòng)行為的研究主要集中在橫向振動(dòng)載荷作用下的松動(dòng)問題，僅有的關(guān)于軸向載荷下螺栓松動(dòng)的研究多以理論推導(dǎo)為主。螺紋聯(lián)接結(jié)構(gòu)在軸向交變載荷作用下，緊密配合的螺紋接觸面會(huì)發(fā)生微動(dòng)損傷，可以造成螺紋聯(lián)接結(jié)構(gòu)的松動(dòng)、咬死等現(xiàn)象，但很少有研究對(duì)此進(jìn)行考慮。本文重點(diǎn)研究螺栓材料塑性變形

2、和接觸螺紋間微動(dòng)損傷在松動(dòng)過程中的作用，對(duì)深入認(rèn)識(shí)螺紋聯(lián)接結(jié)構(gòu)的松動(dòng)行為有重要理論意義，同時(shí)對(duì)工業(yè)中螺紋聯(lián)接機(jī)構(gòu)的防松技術(shù)有重要參考價(jià)值。
　　本研究采用自主設(shè)計(jì)的螺栓加載裝置，對(duì)螺紋聯(lián)接結(jié)構(gòu)進(jìn)行了軸向交變載荷作用下的松動(dòng)試驗(yàn)，通過分析螺栓材料的塑性變形和接觸螺紋的微動(dòng)損傷，探究軸向載荷作用下鋼/鋼螺紋聯(lián)接結(jié)構(gòu)的松動(dòng)行為，并討論了交變載荷和預(yù)緊力矩對(duì)螺栓結(jié)構(gòu)松動(dòng)行為的影響。然后利用有限元分析軟件ABAQUS對(duì)螺紋聯(lián)接結(jié)構(gòu)進(jìn)行了仿真

3、分析，從等效應(yīng)力、接觸狀態(tài)、塑性變形等方面進(jìn)一步的解釋了試驗(yàn)現(xiàn)象。本研究獲得的主要結(jié)論如下:
　　(1)軸向交變載荷作用下的鋼/鋼螺紋聯(lián)接結(jié)構(gòu)松動(dòng)過程可分為兩個(gè)階段:試驗(yàn)初期由于螺栓材料發(fā)生塑性變形，夾緊力迅速下降;然后在螺紋接觸面微動(dòng)磨損作用下，夾緊力緩慢下降。螺紋接觸面的損傷機(jī)制為粘著磨損、磨粒磨損、疲勞磨損和氧化磨損，是一種極復(fù)雜的磨損行為。
　　(2)經(jīng)過相同的循環(huán)周次，螺紋聯(lián)接結(jié)構(gòu)的松動(dòng)程度隨著交變載荷幅值的增加而