在航空航天飛行器中,螺栓作為專用的緊固件將大量的內(nèi)部結(jié)構(gòu)連接為一個整體。在運行過程中,這些航空航天緊固件不僅要承受發(fā)動機產(chǎn)生的高頻、隨機和復(fù)雜的振動沖擊載荷,而且還要承受裝配過程的運輸和吊裝所產(chǎn)生的低頻率振動載荷,進而使其服役過程處于多種極端環(huán)境。近年來由于緊固件引起的相關(guān)問題頻發(fā),已經(jīng)成為嚴(yán)重影響航天連接結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的薄弱環(huán)節(jié)。因此,探究其螺栓松動機理的研究對航空航天工程的發(fā)展具有重要意義。本文以探究螺栓松動機理和提高螺栓防松效果為目標(biāo),在振動沖擊載荷環(huán)境下,研究了螺栓松動的理論、仿真和試驗,具體內(nèi)容如下:1)建立了帶螺紋升角的螺栓松動滑移數(shù)學(xué)模型,其中包括接觸面均無滑動、螺紋表面滑動和螺栓頭表面、螺紋表面同時發(fā)生滑移三種情況的滑移分析模型。并將滑移數(shù)學(xué)模型用Matlab程序模擬了整個松動過程,從而預(yù)測了螺栓預(yù)緊力衰退過程。2)采用有限元技術(shù),建立了參數(shù)化的螺栓松動有限元分析模型。在螺栓松動仿真結(jié)果分析中,分別對螺栓的宏觀和微觀特性進行了全面分析。宏觀分析中揭示了螺牙受力和預(yù)緊力分布、螺母轉(zhuǎn)角變化、端面接觸力和端面接觸摩擦扭矩變化規(guī)律。在微觀分析中,提出將滑移因子作為微觀滑移分析的主要...

【文章頁數(shù)】：101 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景和研究意義
    1.2 螺栓松動研究現(xiàn)狀
        1.2.1 載荷作用方向研究現(xiàn)狀
        1.2.2 螺栓松動理論研究現(xiàn)狀
        1.2.3 螺栓松動有限元仿真研究現(xiàn)狀
        1.2.4 螺栓松動試驗研究現(xiàn)狀
    1.3 論文研究內(nèi)容
2 螺栓松動滑移數(shù)學(xué)模型的建立
    2.1 螺栓頭和螺紋處摩擦分析
    2.2 帶螺紋升角的螺紋接觸處的滑移分析
    2.3 螺紋表面附加橫向剪切力分析
    2.4 螺栓接觸面滑移模型的建立
        2.4.1 接觸面均無滑動模型
        2.4.2 螺紋表面滑動模型
        2.4.3 螺栓頭表面、螺紋表面同時發(fā)生滑移模型
    2.5 螺栓預(yù)緊力衰退預(yù)測
    2.6 本章小結(jié)
3 螺栓松動有限元仿真
    3.1 螺栓松動參數(shù)化有限元模型建立
    3.2 螺栓松動參數(shù)化網(wǎng)格劃分
    3.3 仿真螺紋摩擦系數(shù)測定
        3.3.1 螺紋摩擦實驗機設(shè)計
        3.3.2 螺紋摩擦實驗機測試原理
        3.3.3 單螺栓摩擦系數(shù)測試結(jié)果分析
    3.4 有限元模型邊界條件和后處理的設(shè)置
    3.5 螺栓松動有限元結(jié)果分析
        3.5.1 螺栓松動有限元宏觀分析
        3.5.2 螺栓松動有限元微觀分析
    3.6 本章小結(jié)
4 端面幾何不平行度螺栓防松機理分析
    4.1 端面幾何不平行度螺栓防松數(shù)學(xué)模型的建立
        4.1.1 常規(guī)松動數(shù)學(xué)模型
        4.1.2 幾何不平行度螺栓防松模型的建立
    4.2 端面幾何不平行度螺栓防松仿真模型的建立
    4.3 端面幾何不平行度螺栓防松仿真結(jié)果分析
    4.4 不同參數(shù)對端面幾何不平行度螺栓防松影響的分析
        4.4.1 中徑對端面幾何不平行度螺栓防松影響的分析
        4.4.2 連接件厚度對端面幾何不平行度螺栓防松影響的分析
        4.4.3 螺紋摩擦系數(shù)對端面幾何不平行度螺栓防松影響的分析
    4.5 本章小結(jié)
5 螺栓松動實驗方法研究
    5.1 單螺栓松動試驗臺設(shè)計
        5.1.1 松動試驗臺測試系統(tǒng)設(shè)計
        5.1.2 松動試驗臺結(jié)構(gòu)設(shè)計
        5.1.3 松動試驗原理及方法
    5.2 滑移數(shù)學(xué)模型與仿真模型驗證試驗
    5.3 多因素參數(shù)對螺栓松動影響研究
        5.3.1 螺紋摩擦系數(shù)和端面系數(shù)影響分析
        5.3.2 螺紋升角和螺距影響分析
        5.3.3 橫向振動幅值影響分析
    5.4 端面幾何不平行度螺栓防松試驗
        5.4.1 試驗方法的設(shè)計
        5.4.2 試驗步驟
        5.4.3 試驗結(jié)果與誤差分析
    5.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝



本文編號：3894991