【正文】 30 1 緒論 本文主要介紹現(xiàn)在主要的螺栓類型和螺栓連接的模擬有限元分析以及現(xiàn)在螺栓發(fā)展 國內(nèi)外 的現(xiàn)狀和研究螺栓連接的重要意義 . 緒論 本論文主要研究的是螺栓連接的有限元模擬分析 ,出于方便的角度出發(fā)機(jī)器的制造、維修、安裝、改造和提高機(jī)器使用效率及生產(chǎn)效 率。 松螺栓連接 (此圖為松螺栓鏈接 ) 松螺栓聯(lián)接在裝配時(shí)不需要把螺母擰緊，在承受工作載荷之前 ，除又關(guān)零 件的自重（自重一般很小，強(qiáng)度計(jì)算時(shí)可略去。 b） 鉸制孔用螺栓 圖（ b） （ b)鉸制孔用螺栓 :承受橫向載荷時(shí)，不僅可采用普通螺栓聯(lián)接，也可采用鉸制孔用螺栓聯(lián)接。F . 受軸向載荷的普通螺栓聯(lián)接工作載荷作用前后受力圖 所以螺栓的強(qiáng)度校核與設(shè)計(jì)計(jì)算式分別為： ? ?v = d4F??? ? ， ? ?1 QF??? 注意：當(dāng)軸向工作載荷在 0～ F之間變 化時(shí)，螺栓所受的總拉力將在 ~之間變化。由于單元的數(shù)目是有限的，節(jié)點(diǎn)的數(shù)目也是有限的，所以稱為有限元法 (FEM， Finite Element Method)?，F(xiàn)在修建通車三年的白河大橋 3? 128 米栓焊梁為例，此橋由于施工比較嚴(yán)格，更主要的是每個(gè)螺栓在工地都經(jīng)過了磁粉探傷檢查，所以近十萬個(gè)螺栓至今仍未發(fā)生延遲斷裂的情況。常用 的方法有力矩法、螺母轉(zhuǎn)角法、螺栓預(yù)伸長(zhǎng)法、特殊墊圈法等，這 4 種控制預(yù)緊力的方法，都是施加力矩?cái)Q緊螺栓聯(lián)接的，所以始終會(huì)遇到一個(gè)或幾個(gè)難以（有的幾乎不可能）預(yù)知的控制因素。因此，擰緊力矩 T=T1+T2=K0q0d (1) 式中 d—— 螺紋公稱直徑， mm； Q0——— 系統(tǒng)預(yù)緊力， N； K0—— 擰緊力矩系數(shù)， K0 可概括影響擰緊力矩與預(yù)緊力關(guān)系的每一個(gè)因素，如摩擦系數(shù)、扭轉(zhuǎn)變形、彎曲變形、螺紋牙的塑性變形等。 當(dāng)螺紋聯(lián)接所需的預(yù)緊力矩在手冊(cè)中所標(biāo)示的區(qū)域內(nèi)時(shí)（該區(qū)域薦用力矩較?。?，可采用以螺母轉(zhuǎn)角法為優(yōu)先的原則，力矩法調(diào)整。 （ 4）增大設(shè)備質(zhì)量與成本 若預(yù)緊力過小，需使用較多和（或）較大的緊固件，往往也需采用較大的被聯(lián)接件，因而增大了產(chǎn)品成本。預(yù)緊力的適當(dāng)控制又是確保螺紋聯(lián)接質(zhì)量的關(guān)鍵。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國（包括支援外國的）跌路鋼橋越已使用高強(qiáng)度螺栓 300萬套以上。 無論是隱式求解還是顯式求解 , 應(yīng)用 ABAQUS 都會(huì)得到令人滿意的結(jié)果。F 同時(shí)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。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)。通過有限元法，整體建模，局部細(xì)化，可以彌補(bǔ)傳統(tǒng)力學(xué)解析的缺陷。 螺栓是 機(jī)械 設(shè)計(jì)中 使用率最高的 聯(lián)接件。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）。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。 前景展望 伴隨著計(jì)算機(jī)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(yùn)動(dòng)仿真技術(shù)的發(fā)展使其理論分析有了更加堅(jiān)實(shí)可靠的手段和依據(jù)，使得其更加接近真實(shí)情況，各種仿真軟件的分析系 統(tǒng)的日趨完善使得對(duì)螺栓疲勞的分析計(jì)算更加科學(xué)，可信。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。 摩擦系數(shù)也是直接影響螺栓承載能力的一個(gè)重要因素，對(duì)摩擦系數(shù)每個(gè)國家的取值方法很不一致，如 美國為了是高強(qiáng)度螺栓盡快推廣和滿足