本文關(guān)鍵詞：高鎖緊固件的關(guān)鍵性能試驗性研究及有限元分析

  更多相關(guān)文章： 高鎖螺母組件 鎖緊力矩 預(yù)緊力 擰斷力矩 試驗 非線性有限元分析

【摘要】：高鎖螺母組件是一種航空用緊固件,具有自鎖、高強度、高抗疲勞性、抗振動、易于安裝等特點,目前大量應(yīng)用于各機種中。由于高鎖螺母的核心原理未被掌握,國內(nèi)承制廠無法大量生產(chǎn),目前高鎖螺母的使用主要依靠國外大量采購,但高鎖螺母進(jìn)口成本高昂且貿(mào)易關(guān)系有時會受政治影響,所以高鎖螺母的研制迫在眉睫。本文針對實際飛機裝配中出現(xiàn)的不同高鎖螺母組件裝配時產(chǎn)生鎖緊力矩變化的問題以及高鎖螺母的三個重要性能參數(shù)之間的關(guān)系作了試驗研究,同時對高鎖螺母組件連接作了非線性有限元分析,探討了有限元軟件作為一種研究高鎖螺母組件手段的可靠性。主要內(nèi)容如下：(1)基于螺紋力學(xué)的相關(guān)理論,對高鎖螺母的自鎖力矩的形成做了理論的分析,推導(dǎo)出高鎖螺母自鎖力矩的理論公式,為高鎖螺母自鎖力矩的試驗結(jié)果的理解提供理論上的依據(jù)；(2)通過40CrNiMoA高鎖螺栓及Ti-6A1-4V高鎖螺栓與302HQ不銹鋼高鎖螺母配合試驗,研究不同材料的高鎖螺母組件配合下鎖緊力矩的變化情況；通過不同潤滑條件下的Ti-6A1-4V高鎖螺栓與302HQ不銹鋼高鎖螺母配合試驗,研究潤滑情況對高鎖螺母組件的鎖緊力矩的影響；通過涂覆鋁Ti-6A1-4V高鎖螺栓及陽極化Ti-6A1-4V高鎖螺栓與302HQ不銹鋼高鎖螺母配合試驗,研究不同表面處理情況下高鎖螺母鎖緊力矩的變化情況；并得出相關(guān)結(jié)論,為高鎖螺母的裝配提供有益參考；(3)基于對高鎖螺母收口部分的幾何外觀尺寸的探究和螺紋力學(xué)的相關(guān)理論,合理推測高鎖螺母三個主要性能(鎖緊力矩、擰斷力矩、預(yù)緊力)參數(shù)之間的關(guān)系,并由推測推導(dǎo)出理論公式；(4)通過進(jìn)行A286材質(zhì)的M5、M6、M8三種類型的高鎖螺栓及未經(jīng)自鎖處理的高鎖螺栓與高鎖螺母配合的扭拉試驗得到相關(guān)數(shù)據(jù)結(jié)果,對上述推測進(jìn)行合理性驗證；(5)針對高鎖螺母組件進(jìn)行非線性有限元分析,得到高鎖螺母組件的應(yīng)力分布情況,并通過承載面的應(yīng)力計算出高鎖螺栓的預(yù)緊力,對比試驗數(shù)據(jù),對非線性有限元分析在高鎖螺母研究的可靠性進(jìn)行驗證。
【關(guān)鍵詞】：高鎖螺母組件 鎖緊力矩 預(yù)緊力 擰斷力矩 試驗 非線性有限元分析
【學(xué)位授予單位】：景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：V229.1
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 1 緒論8-12
• 1.1 本課題的研究背景及意義8-10
• 1.2 高鎖螺母在國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀及擬解決問題10-11
• 1.3 本文研究的主要內(nèi)容11-12
• 2. 螺紋連接的基本理論12-19
• 2.1 高鎖螺母連接中的幾個性能參數(shù)12-13
• 2.1.1 預(yù)緊力12
• 2.1.2 擰緊力矩12-13
• 2.1.3 鎖緊力矩13
• 2.2 螺紋連接的力學(xué)分析13-17
• 2.2.1 矩形螺紋的受力13-14
• 2.2.2 三角形螺紋的受力14-16
• 2.2.3 支承面的受力16-17
• 2.3 螺紋連接的安裝方法17-19
• 2.3.1 扭矩控制法17
• 2.3.2 扭矩-轉(zhuǎn)角控制法17-18
• 2.3.3 屈服點控制法18
• 2.3.4 伸長量控制法18-19
• 3 高鎖螺母鎖緊力矩與相關(guān)參數(shù)之間的關(guān)系19-28
• 3.1 高鎖螺母的自鎖原理19-20
• 3.2 鎖緊力矩的影響因素20-21
• 3.2.1 螺紋副精度20
• 3.2.2 潤滑條件20
• 3.2.3 收口尺寸20
• 3.2.4 材質(zhì)20
• 3.2.5 表面處理20-21
• 3.3 試驗21-23
• 3.3.1 試驗件21-22
• 3.3.2 試驗設(shè)備22-23
• 3.4 試驗結(jié)果及討論23-27
• 3.4.1 不同材質(zhì)的高鎖螺栓對高鎖螺母鎖緊力矩的影響23-24
• 3.4.2 潤滑對高鎖螺栓鎖緊力矩的影響24-25
• 3.4.3 不同表面處理的高鎖螺栓對高鎖螺母鎖緊力矩的影響25-27
• 3.5 本章小結(jié)27-28
• 4 高鎖螺栓連接中擰斷力矩、鎖緊力矩及預(yù)緊力之間的關(guān)系的試驗研究28-37
• 4.1 高鎖螺母的鎖緊部位28-29
• 4.2 試驗驗證29-30
• 4.2.1 試驗件29
• 4.2.2 試驗29-30
• 4.3. 試驗結(jié)果及討論30-35
• 4.3.1 型號M5高鎖螺母、非自鎖螺母與高鎖螺栓配合30-32
• 4.3.2 型號M6高鎖螺母、非自鎖螺母與高鎖螺栓配合32-34
• 4.3.3 型號為M8高鎖螺母、非自鎖螺母與高鎖螺栓配合34-35
• 4.4 本章小結(jié)35-37
• 5 有限元方法在計算螺紋配合扭矩系數(shù)中的應(yīng)用37-50
• 5.1 有限元方法概述及ANSYS Workbench簡介37-38
• 5.1.1 有限元方法的基本概念及原理37
• 5.1.2 有限元方法的基本步驟37-38
• 5.1.3 ANSYS Workbench簡介38
• 5.2 有限元接觸分析介紹38-42
• 5.2.1 接觸問題的控制方程40
• 5.2.2 接觸和摩擦的本構(gòu)關(guān)系40-42
• 5.3 螺紋連接分析模型42-49
• 5.3.1 螺紋連接的網(wǎng)格模型42-43
• 5.3.2 定義材料屬性及螺紋連接的接觸行為43-45
• 5.3.3 施加載荷及求解45-46
• 5.3.4 模擬結(jié)果及分析46-48
• 5.3.5 計算螺紋連接的預(yù)緊力48-49
• 5.4 本章小結(jié)49-50
• 6 結(jié)論與展望50-52
• 6.1 結(jié)論50-51
• 6.2 展望51-52
• 致謝52-53
• 參考文獻(xiàn)53-56
• 攻讀碩士學(xué)位期間工作成果56

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本文編號：607387