畢業(yè)論文-螺栓連接的有限元模擬分析(存儲版)
【正文】 緊力是接合面上工作時的壓緊力。擰緊螺母時，要克服螺旋副間的螺紋力矩 T1 和螺母與被聯(lián)接件（或墊圈）支承面的端面摩擦力矩 T2。對于一般的螺紋聯(lián)接，產(chǎn)品使用手冊所列參數(shù)僅為螺紋規(guī)格及其材料 的屈服極限σ s 值。 。 根據(jù)螺紋聯(lián)接狀態(tài)及參數(shù)，可在產(chǎn)品使用手冊上查出薦用的擰緊力矩指示值 Ty。同時，許多產(chǎn)品的成本是與需要裝配的零件數(shù)目成正比的，所以預(yù)緊力過小將導(dǎo)致裝配成本 和制造成本以及維修費用的增加。 （ 2）被聯(lián)接件滑移、分離或緊固件松脫 對于承受橫向載荷的普通螺栓聯(lián)接，預(yù)緊力使被聯(lián)接件間產(chǎn)生正壓力，依靠摩擦力抵抗外載荷，因此，預(yù)緊力的大小決定了它的承受能力。因為螺紋聯(lián)接的預(yù)緊力將對螺紋的總載荷、聯(lián)接的臨界載荷、抵抗橫向載荷的能力和接合面密封能力等產(chǎn)生影響。 摩擦系數(shù)也是直接影響螺栓承載能力的一個重要因素，對摩擦系數(shù)每個國家的取值方法很不一致，如 美國為了是高強度螺栓盡快推廣和滿足大量生產(chǎn)的需要，所以摩擦系數(shù)定得非常低，無論采用何種處理方法，摩擦系數(shù)的值都以帶有軋制氧化皮表面的摩擦系數(shù)為準則，即用 相反，是以加工細作為原則，摩擦系數(shù)的采用都在 以上，并且安全系數(shù)也僅用 際跌路聯(lián)盟（ UIC）的規(guī)定則居這兩者之間，摩擦系數(shù)采用 ~. 由此可看出，各國規(guī)定的摩擦系數(shù)值出入是很大比較的，當然所采取的措施也不同。 我國在鋼橋上所使用的高強度螺栓，均為摩擦傳力的螺栓，此種螺栓連接的承載能力主要依賴于螺栓的預(yù)拉力、鋼板表面的摩擦系數(shù)以 及摩擦面數(shù)。一旦模型生成， ABAQUS/CAE 可提交并監(jiān)控要分析的作業(yè)，可視化模塊就可用來顯式結(jié)果。在真實的物理結(jié)構(gòu)中 , 結(jié)構(gòu)的剛度會隨變形而發(fā)生改變 , 即所謂的 非線性分析。 前景展望 伴隨著計算機技術(shù)的發(fā)展和各種分析軟件的成熟， ANSYS、 ABAQUS、 NASTRAN、 MARK、ALGOP 以及 ADINA 等為代表的一系列分析軟件的不斷完善，運動仿真技術(shù)的發(fā)展使其理論分析有了更加堅實可靠的手段和依據(jù)，使得其更加接近真實情況，各種仿真軟件的分析系 統(tǒng)的日趨完善使得對螺栓疲勞的分析計算更加科學(xué)，可信。39。右圖其受力分析圖，在工作載荷作用前，螺栓只受預(yù)緊力 39。對于剛活鑄鐵被連接件可取 f=. （ a） 普通螺栓聯(lián)接 圖（ a） (a)普通螺栓聯(lián)接 :圖 （ a） 為 普 通螺栓聯(lián)接，被聯(lián)接件承受垂直于軸線的橫向載荷 RF 。設(shè)擰緊螺栓桿承受的軸向拉力為 aF （不承受軸向工作 載荷的螺栓， aF 即預(yù)緊力）。用有限元分析軟件 ABAQUS 提供的特殊單元來模擬螺栓連接，過程更方便，計算更精確，結(jié)果更可靠。 螺栓是 機械 設(shè)計中 使用率最高的 聯(lián)接件。這就使得研究螺栓連接具有重要的意義。通過有限元法，整體建模，局部細化，可以彌補傳統(tǒng)力學(xué)解析的缺陷。 許用應(yīng)力及安全系數(shù)見表 緊螺栓連接裝配時需要擰緊，在工作狀態(tài)下可能還有需要補充擰緊。所以所需的螺栓軸向壓緊力（即預(yù)緊力）應(yīng)為 a0= mfCFFF? 式中： 0F 為預(yù)緊力： C為可靠性系數(shù)，通常取 C=： m為結(jié)合面數(shù)目： f為結(jié)合面摩擦系數(shù)。故需同時驗算其擠壓強度和剪切強度條件 : 剪切強度條件 : ? ?s2sd4F????? 擠壓強度條件 : spps m in= dhF????? ?? (2)受軸向工作載荷的緊螺栓聯(lián)接 現(xiàn)實生活中，螺栓所受外載荷與螺栓軸線平行的情況很多，如左圖所示的汽缸蓋螺栓聯(lián)接，即為承受軸向外載荷的聯(lián)接。F 同時也作用于螺栓，因此，螺栓所受總拉力 FQ應(yīng)為軸向工作載荷 F與殘余預(yù)緊力 39。 降低螺栓總拉伸載荷 fa 的變化范圍 改善螺紋牙間的載荷分布 減小集中應(yīng)力 避免或 減小附加應(yīng)力 除上方法之外 ，在知道工藝上采取冷鐓
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