计算紧螺栓联接系统刚度的一种新方法

由工程力学可知:一个弹性体受力后要发生变形,同时,在其内部积蓄了一种能量,这种能量称为变形能.在变形过程中,如不考虑能量损失,积蓄在弹性体内的变形能U,在数值上等于外力所做的功,即U=W.当外力由零增至P时,由积分结果可知:W=PΔL(其中ΔL为弹性体的变形),其几何意义,如图1所示,三角形OPD面积即为外力所做的功,也即弹性体的变形能.图2所示为螺栓联接系统的力--变形图.图中Q0为螺栓联接系统所加的预紧力,Δ10、Δ20分别为螺栓和被联接件受预紧力Q0后的变形.所以,加预紧力后:     

杠杆力作用下的螺栓联接刚度分析

螺栓联接由于自身简单和实用性强的特点成为工程结构中应用最广泛的联接形式,但是由于几何结构突变造成整个结构刚度的变化,使得螺栓成为整个结构设计过程中涉及参数最多的影响因素,明确刚度特性的变化规律对于进行包含该结构动力学分析是至关重要的前提。针对螺栓联接的一种受力形式杠杆作用分别讨论了两个影响因素:预紧力大小;杠杆力与螺栓中心的距离对联接刚度变化规律的影响。计算结果表明,较大的预紧力可以保证结构的初始刚度,但是影响较为有限,预紧力增加100%的条件下,初始刚度增加13%;杠杆力与螺栓中心的距离越短,联接结构的初始刚度就越大,该距离增加30%,刚度降低60%。并基于分析结果提出了双指数形式的拟合公式,并与计算结果进行对比分析验证了拟合公式的合理性,该计算结果可以为采用螺栓联接的工程结构提供刚度计算分析方法,为此类结构进行动力学分析提供了基础刚度的研究依据。     

确定螺栓联接预紧力的新方法

重新考查螺栓联接的作用原理，提出一种新的设计方法，并给出了预紧力的确定范围，以最小的经济成本设计更可靠的螺栓联接。     

螺栓联接中被联接件的刚度及结合面压应力分布

建立了一种简单实用的计算被联接件刚度的有限元分析模型。用该模型计算了五种螺栓联接中被联接的刚度有结合面的压力分布。分析了螺栓与通孔间隙对被联接件刚度的影响。将文中的ＦＥＡ（有限元分析）结果与主要的理论结果进行了比较。     

实现螺栓联接给定预紧力的有效方法

实现螺栓联接给定预紧力的有效方法西安交通大学张宏浩，牛锡传，王文生在螺栓联接中，装配时要适当预紧，以防止结合面受外力时发生松动。这是保证联接强度的前提。设计中，可通过对螺栓联接的受力分析、确定预紧力。尤其象发动机连杆的大端联接螺栓、汽轮机转子联轴器联...     

螺栓法兰联接刚度的计算

介绍了两种有关承受外力矩的螺栓法兰联接刚度的计算方法 :以Waters法和Timoshenko法为基础 ,并对两者进行比较 ,得出后一种方法 ,它考虑了螺栓位置疏散性以及法兰 短节联接刚度 ,计算出的螺栓法兰联接刚度更符合实际。     

有紧密性要求螺栓联接的可靠性设计研究

对有紧密性要求的紧螺栓联接,为有效地防止工作中的松动、泄漏,从保证最小剩余预紧力可靠度着手,分析研究了可靠性设计思想,具体给出了该联接的可靠性设计方法。     

螺栓联接强度计算方法中一个值得研究的问题

本文针对当前螺纹联接计算方法中所求预紧力偏小,不能与 GB3098.1-82规定相适应问题,提出用材料利用系数作为预紧力大小的判据,并引入载荷系数,以提高预紧力值,不仅增强联接的可靠性和紧密性,也提高了螺栓承受变载荷时的疲劳强度。文中着重讨论了受轴向工作载荷的紧螺栓联接的强度计算方法问题,但该方法也适用于其他各种工况,在工程实际中具有实用价值。     

螺栓联接蠕变松弛有限元分析

针对目前研究中缺乏考虑粗糙表面对螺栓联接蠕变松弛的影响,利用APDL语言建立螺栓联接二维轴对称有限元模型进行FEA仿真,分析粗糙表面和初始预紧力对螺栓联接蠕变松弛的影响,研究螺栓和联接物蠕变对螺栓联接蠕变松弛的作用。研究结果表明:考虑粗糙表面的螺栓蠕变松弛比没有粗糙结合面的稍小;初始预紧力越大,螺栓蠕变预紧力损失越多,但保持的预紧力也越大;螺栓蠕变对螺栓联接蠕变松弛起主要作用;螺栓联接蠕变松弛并不是螺栓蠕变和联接物蠕变的线性叠加。研究结果对研究螺栓联接松弛机理和防松以及螺栓拧紧工艺具有一定的指导意义。     

叠片联轴器膜片的应力及其影响因素分析

强调对叠片联轴器膜片应力进行分析的必要性,并应用Ｖｉｚｉ Ｃａｄ有限元程序对某种型号的膜片组进行强度计算,给出在转矩和离心力载荷作用下的计算结果,并着重分析比较了这两种载荷变化对膜片应力大小的影响及其影响程度,其结果对膜片组设计有参考价值。     

一种叉耳连接结构的刚度和强度分析

叉耳连接结构是一种广泛应用于导弹尾翼连接的结构形式。主要针对某次尾翼静力试验中该类结构在刚度和强度方面出现的问题,建立了等效简化有限元模型,系统分析了螺栓布局、被连接件刚度匹配、螺栓/螺栓孔间隙以及螺栓预紧力对叉耳连接刚度、承载能力的影响。最后,根据分析结果,结合产品工艺性,对原叉耳结构进行了改进,并通过仿真验证了结果的正确性。     

滑块型万向联轴器叉头应力分析研究

针对工程中广泛使用的十字滑块型万向联轴器使用寿命短，易断裂等问题，应用有限元分析方法进行了深入的分析研究，对如何降低叉头应力峰值，延长其使用寿命进行了探讨，并提出了改进措施，计算分析所求出危险断面位置与实际断裂位置相符，证明本文所建立的力学模型是合理的。     

焊趾倾角和焊脚长度对十字接头应力集中系数的影响

本文用有限法研究了焊趾倾角和焊脚长度对十字接头应力集中系数的影响。结果表明,这两种因素对工作焊缝和联系焊缝都有程度不同的影响,而且工作焊缝比联系焊缝的应力集中严重得多。因此在实际设计中应尽量用联系焊缝取代工作焊缝。此外,本文还提出了联系焊缝的最佳尺寸范围。     

热缩刀杆与刀柄接触应力的影响因素

为改善热缩刀杆与刀柄配合面的实际接触状态,对配合面接触应力分布的影响因素及规律进行了研究。采用Ansys参数化设计语言,构建了热缩刀杆与刀柄配合的参数化有限元模型,通过感压胶片测量了其配合面的接触应力,间接地验证了参数化模型的可靠性。通过获取热缩刀杆配合面的压力分布,对配合面上接触应力进行了分析计算。结果表明,随着热缩刀杆内径、厚度、配合长度、锥角的增加,配合面平均接触应力及最大接触应力减小,接触应力的均匀性降低,但接触应力的分布趋势及分布范围不变;适当增大刀柄厚度和选择适当刀杆厚度有利于减小应力集中。     

刚度耦合影响下的变速器箱体结构动态分析及疲劳寿命预估

研究某车用手动变速器箱体与轴系刚度耦合下的结构响应和疲劳状况。首先建立变速器箱体有限元模型并通过模态试验进行了校核。然后基于ROMAX软件建立了考虑齿轮、轴系及变速器箱体柔性的变速器结构动力学耦合分析模型,通过对不同档位工况下的运转进行了精确计算得到了各轴承处的激励频谱曲线。在此基础上,对不同档位下发动机最大扭矩时箱体的耦合模型进行了动响应计算,获得了危险区域应力幅值的分布情况。最后采用振动疲劳样本法对变速器箱体危险区域的疲劳寿命进行了计算与分析。     

六孔关节轴承式叠片联轴器的应力分析

为研究关节叠片联轴器挠性元件的应力特性,以六孔叠片为例,利用力学和微积分的相关知识推导出叠片受转矩和离心力作用下的应力计算公式。通过简化模型,计算出叠片因轴向位移和角向位移引起的弯曲应力计算公式,并提出了叠片受综合载荷作用下的分析方法。通过算例,利用Matlab软件编程计算出各种载荷下的具体值,并建立Ansys模型求出有限元解进行比较。研究表明,由所推导公式计算出的解析解和Ansys解吻合良好,证明了力学模型的有效性和实用性,为关节叠片联轴器的应用推广提供了一定的理论基础。     

焊接顺序对T形接头焊接残余应力场的影响

为了得到T形接头焊接顺序的优化方案,在确定合理的焊接热源形式以及建立有限元模型的基础上,利用单元死活技术从多道焊、分段焊与多层焊的角度对焊接顺序对T形接头焊接残余应力场的影响进行数值分析.对于多道焊来说,焊接残余拉应力出现在焊缝及其附近区域,且峰值出现在焊缝区域;相邻焊道之间采用首尾相接的方法得到的焊接残余拉应力峰值是最小的.对于分段焊来说,采用先焊两端后焊中间的方法不仅可以增加整个焊缝的焊接残余低应力区域;而且可以有效地降低先焊区域的焊接残余应力,降低效果与后焊焊段的焊接方向以及先焊焊段上的点到后焊焊段端部的距离有关.在多层焊的过程中,采用对称施焊的方法得到的焊接残余拉应力峰值是最小的.     

螺栓预紧力对螺栓结合面特性参数的影响规律研究

高精度空气静压轴承中螺栓结合面的特性受组成结合面的构件的材料、接触面的形貌、接触面的几何精度、接触面的接触形式等因素的影响,其中影响最为显著的是螺栓预紧力。通过有限元仿真和实验模态分析方法辨识了螺栓结合面的特性参数,并研究了螺栓预紧力对螺栓结合面特性参数的影响规律。发现,随着螺栓预紧力的增加,螺栓结合面特征频率随之增加;当螺栓预紧力增加到一定数值时,螺栓结合面在有限元仿真时可以定义为绑定接触。     

轴不对中对叠片联轴器膜片应力的影响

强调对叠片联轴器膜片应力进行分析的必要性,并应用Ｖｉｚｉｃａｄ有限元程序对某种型号的膜片组进行强度计算,给出在不同转矩和不同角不对中情况下的计算结果,并着重分析比较了这两种因素变化对膜片应力大小的影响及其影响程度,其结果对膜片组设计上参考价值。