螺栓連接作為傳統(tǒng)的緊固方式,廣泛應用于各類機械結(jié)構(gòu),尤其是航空、航天領域,螺栓連接結(jié)構(gòu)質(zhì)量的好壞,對機械設備的整體性能至關重要,對裝配組件剛度分散性、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、耐久性等關鍵性能具有重要影響。本文針對航空發(fā)動機的典型螺栓連接結(jié)構(gòu),提出了考慮螺栓節(jié)點支撐面不平行接觸下連接剛度的演化機理及其他幾何特性、材料特性對螺栓連接結(jié)構(gòu)整體剛度的影響規(guī)律。將螺栓與被連接件各結(jié)合面的幾何偏差表征為螺栓與節(jié)點部件的不平行接觸,利用Ansys Workbench有限元分析軟件,建立了螺栓連接結(jié)構(gòu)仿真模型。通過改變螺栓與被連接件接觸端面的不平行角度模擬累計幾何偏差的影響,分析了螺栓連接結(jié)構(gòu)的力學性能,揭示了非理想接觸下螺栓預緊力離散所導致的螺栓連接剛度變化規(guī)律以及幾何特性、材料屬性、摩擦系數(shù)等因素對螺栓連接剛度的影響,建立各影響因素與螺栓連接剛度的映射關系。分別考慮軸向外載荷加載與擰緊扭矩作用下兩種螺栓連接剛度的變化規(guī)律,將螺栓連接剛度劃分為被連接件剛度、螺桿剛度及螺紋旋合區(qū)域剛度三部分,對剛度的組成及變化范圍進行定量分析。在對各影響因素進行單一變量分析的同時,也探究了部分變量的相互交叉影響對于螺栓連接剛度問... 

【文章來源】：大連理工大學遼寧省211工程院校985工程院校教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 研究現(xiàn)狀
        1.2.1 螺栓預緊力控制精度研究現(xiàn)狀
        1.2.2 螺栓連接不平行節(jié)點問題研究現(xiàn)狀
        1.2.3 螺栓連接軸向分解剛度研究現(xiàn)狀
        1.2.4 螺栓連接軸向剛度仿真研究現(xiàn)狀
        1.2.5 螺栓連接軸向剛度實驗研究現(xiàn)狀
    1.3 本文主要研究內(nèi)容
2 螺栓連接結(jié)構(gòu)的剛度計算
    2.1 螺栓連接軸向剛度的分解
        2.1.1 螺栓剛度
        2.1.2 被連接件剛度
    2.2 螺栓連接軸向剛度的表征方式
        2.2.1 拉伸載荷螺栓連接剛度
        2.2.2 擰緊載荷螺栓連接剛度
    2.3 不平行接觸下螺栓連接剛度理論模型
    2.4 有限元基本理論
3 螺栓連接剛度的有限元分析
    3.1 有限元模型的建立
        3.1.1 拉伸載荷螺栓連接模型
        3.1.2 擰緊載荷螺栓連接半結(jié)構(gòu)模型
        3.1.3 擰緊載荷螺栓連接模型
    3.2 拉伸載荷螺栓連接模型仿真結(jié)果分析
        3.2.1 不平行接觸對于拉伸載荷螺栓連接剛度的影響
        3.2.2 被連接件厚度對于拉伸載荷螺栓連接剛度的影響
        3.2.3 材料參數(shù)對于拉伸載荷螺栓連接剛度的影響
        3.2.4 螺紋中徑偏差對于拉伸載荷螺栓連接剛度的影響
    3.3 擰緊載荷螺栓連接模型仿真結(jié)果分析
        3.3.1 不平行接觸對于螺栓結(jié)構(gòu)變形的影響
        3.3.2 不平行接觸對于擰緊載荷螺栓連接剛度的影響
        3.3.3 摩擦系數(shù)對于擰緊載荷螺栓連接剛度的影響
        3.3.4 螺紋牙型角對于擰緊載荷螺栓連接剛度的影響
        3.3.5 螺紋螺距對于擰緊載荷螺栓連接剛度的影響
    3.4 有限元仿真結(jié)果總結(jié)
4 螺栓連接剛度實驗研究
    4.1 實驗裝置
    4.2 實驗試件及實驗臺
        4.2.1 實驗試件
        4.2.2 螺栓拉伸實驗裝置
        4.2.3 螺栓擰緊實驗臺
    4.3 實驗方案
        4.3.1 螺栓連接拉伸剛度實驗
        4.3.2 螺栓連接擰緊剛度實驗
    4.4 螺栓連接剛度實驗結(jié)果
        4.4.1 螺栓連接拉伸剛度實驗結(jié)果
        4.4.2 螺栓連接擰緊剛度實驗結(jié)果
    4.5 螺栓連接剛度實驗與仿真結(jié)果對比
結(jié)論
參考文獻
附錄A 附錄內(nèi)容名稱
攻讀碩士學位期間發(fā)表學術論文情況
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]杠桿力作用下的螺栓聯(lián)接剛度分析[J]. 劉曉雪,郭翰飛,張亞輝,張有為.  機械強度. 2017(05)
[2]面向組合結(jié)構(gòu)剛度非線性特性的等效模型[J]. 陳宏威,向建華,左正興,何聯(lián)格.  天津大學學報(自然科學與工程技術版). 2018(02)
[3]基于接觸面特征的螺栓聯(lián)接剛度研究[J]. 章伊華,龐奎,林丹益,麥云飛,孫曉萌,楊國玉.  兵工學報. 2017(01)
[4]重卡螺栓連接扭矩-預緊力關系影響因素分析[J]. 邵國強,朱林波,洪軍,屈云鵬,張雪峰.  西安交通大學學報. 2015(10)
[5]火災下拉剪組合作用對高強螺栓節(jié)點性能影響的試驗研究[J]. 高義奇,余紅霞,施剛.  工程力學. 2014(09)
[6]電鍍鋅螺栓摩擦因數(shù)影響因素的實驗研究[J]. 劉傳波,涂徳先.  潤滑與密封. 2014(03)
[7]螺栓預緊力對法蘭節(jié)點剛度影響的試驗研究[J]. 王巖,彭奕亮,魏霞冰,楊俊芬.  武漢大學學報(工學版). 2013(S1)
[8]復合材料熱結(jié)構(gòu)螺栓連接剛度試驗分析方法[J]. 閔昌萬,譚志勇,費慶國.  南京航空航天大學學報. 2012(06)
[9]螺栓被連接件軸向剛度高精度計算的半解析方法[J]. 楊國慶,王飛,洪軍,朱林波,熊美華.  西安交通大學學報. 2012(09)
[10]螺栓被連接件剛度理論的計算方法[J]. 楊國慶,王飛,洪軍,朱林波.  西安交通大學學報. 2012(07)

碩士論文
[1]螺栓連接結(jié)構(gòu)松脫特性分析與試驗研究[D]. 王傳華.大連理工大學 2018
[2]重大裝備法蘭連接部縮尺相似設計方法及實驗[D]. 楊聳霄.大連理工大學 2016
[3]考慮結(jié)合面接觸的螺栓連接剛度研究[D]. 黃信.大連理工大學 2016
[4]航空發(fā)動機薄壁機匣螺栓連接分析[D]. 馬奔奔.大連理工大學 2014
[5]風電機組法蘭螺栓連接建模與仿真技術研究[D]. 龔國偉.重慶大學 2014
[6]發(fā)動機關鍵螺栓緊固理論與實驗研究[D]. 林湖.上海海運學院 2002



本文編號：3623410