本文關鍵詞：基于非線性有限元法的變牙型螺紋防松性能研究

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【摘要】：螺紋聯(lián)接是利用螺紋零件構成的一種可拆卸聯(lián)接。它具有預緊、聯(lián)接、緊固、密封等功能,在各種機械和結構中被廣泛采用。螺紋聯(lián)接一般都具有自鎖性,擰緊后一般不會自動松脫。但是,在沖擊、振動、變載荷、高溫或者溫度變化的作用下,聯(lián)接會發(fā)生失效松脫。工程中,常常因為螺紋聯(lián)接的松動而發(fā)生重大事故。因此,對于螺紋聯(lián)接的防松研究就成為目前國內外十分重視的課題。本課題來源于同上海振高螺母有限公司的橫向合作項目“變牙型螺母的防松性能分析”。具體研究內容及研究成果如下： (1)本文總結了國內外螺紋聯(lián)接防松及彈塑性有限元分析的研究現(xiàn)狀。對本次分析運用到的彈塑性分析理論和接觸分析理論進行了簡要闡述,并簡單介紹了ANSYS程序分析彈塑性問題和接觸問題的方法與過程。 (2)利用Yamamoto提出的方法計算出普通螺紋聯(lián)接的軸向力在各圈螺紋的分布規(guī)律,得出結論為普通螺紋聯(lián)接的受力分布是從螺母與被聯(lián)接件的接觸面開始往遠離該接觸面方向的各圈螺紋呈現(xiàn)逐個遞減趨勢。同時,分別建立了普通螺紋聯(lián)接的彈性有限元分析模型和彈塑性有限元分析模型,通過有限元計算,得到了彈性分析模型和彈塑性分析模型的軸向力分布規(guī)律,并且該規(guī)律與理論結果是一致的。 (3)詳細分析了變牙型螺紋聯(lián)接的受力,得出變牙型螺紋聯(lián)接的各圈螺紋的徑向力要大于軸向鎖緊力,并且各螺紋的受力均勻分布的理論結論,據(jù)此分析了變牙型螺紋聯(lián)接的防松原理。同時建立了變牙型螺紋聯(lián)接的有限元彈塑性分析模型,通過有限元分析驗證了理論結果。 (4)通過對比變牙型螺紋聯(lián)接和普通螺紋聯(lián)接的各圈螺紋處軸向力和法向力分布規(guī)律,得到變牙型螺紋聯(lián)接的各圈螺紋受力均勻,能夠避免滑牙等導致聯(lián)接松動的問題,并且,在同等預緊力下具有比普通螺紋聯(lián)接更大的法向力,并且法向力分布均勻,因此變牙型螺紋聯(lián)接就具有更大的螺紋間摩擦力,從而比普通螺紋聯(lián)接更加可靠,防松性能更顯著。
【關鍵詞】：變牙型螺紋 防松性能 彈塑性 接觸 有限元分析
【學位授予單位】：武漢理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：TH131.3
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• 目錄7-9
• 第1章 緒論9-19
• 1.1 課題研究背景及意義9-11
• 1.2 國內外研究現(xiàn)狀11-17
• 1.2.1 螺紋聯(lián)接的松脫機理11-13
• 1.2.2 螺紋聯(lián)接的防松方法13-14
• 1.2.3 螺紋接觸有限元分析14-15
• 1.2.4 彈塑性接觸有限元分析15-17
• 1.3 本文主要研究內容17-19
• 第2章 彈塑性有限元分析理論19-33
• 2.1 有限元分析軟件ANSYS19
• 2.2 有限單元法理論基礎19-22
• 2.2.1 有限單元法的基本思想19-20
• 2.2.2 有限單元法的分析過程概述20-22
• 2.3 非線性分析基本理論22-26
• 2.3.1 非線性行為22-24
• 2.3.2 非線性分析的有限元求解24-26
• 2.4 基于ANSYS的塑性分析26-32
• 2.4.1 塑性行為的含義26-28
• 2.4.2 塑性屈服準則28-30
• 2.4.3 流動準則30-31
• 2.4.4 強化準則31-32
• 2.5 本章小結32-33
• 第3章 基于ANSYS的接觸問題有限元分析33-41
• 3.1 接觸問題的特點33
• 3.2 彈性接觸問題的有限元解33-35
• 3.3 彈塑性接觸問題的有限元解35-37
• 3.4 基于ANSYS的接觸問題37-40
• 3.5 本章小結40-41
• 第4章 普通螺紋聯(lián)接的受力分析41-56
• 4.1 普通螺紋聯(lián)接軸向載荷分布的解析解41-45
• 4.2 普通螺紋聯(lián)接的有限元分析45-55
• 4.2.1 普通螺紋聯(lián)接有限元模型的參數(shù)選擇與定義45-46
• 4.2.2 普通螺紋聯(lián)接有限元模型的網(wǎng)格劃分與邊界條件定義46-48
• 4.2.3 普通螺紋聯(lián)接有限元模型的接觸設置48-49
• 4.2.4 普通螺紋聯(lián)接彈性分析與彈塑性分析結果對比49-55
• 4.3 本章小結55-56
• 第5章 變牙型螺紋聯(lián)接的防松機理及其有限元分析56-66
• 5.1 變牙型螺紋聯(lián)接結構及其防松機理56-60
• 5.1.1 變牙型螺紋的結構56-57
• 5.1.2 變牙型螺紋聯(lián)接的受力分析57-60
• 5.2 變牙型螺紋聯(lián)接的有限元分析60-65
• 5.3 本章小結65-66
• 第6章 變牙型螺紋與普通螺紋的防松性能對比分析66-76
• 6.1 兩種螺紋聯(lián)接對螺栓螺紋的載荷分布對比66-68
• 6.2 兩種螺紋聯(lián)接各個螺紋處的受力分布對比68-75
• 6.2.1 兩種螺紋聯(lián)接各個螺紋處的軸向力分布對比68-70
• 6.2.2 兩種螺紋聯(lián)接各個螺紋處的法向力分布對比70-72
• 6.2.3 變牙型螺紋聯(lián)接的防松效果分析及實驗72-75
• 6.3 本章小結75-76
• 第7章 總結與展望76-78
• 7.1 本文總結76-77
• 7.2 展望77-78
• 致謝78-79
• 參考文獻79-82
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文及參加的科研情況82

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 常亮明,王勖成;機械自緊的彈塑性接觸有限元分析[J];兵工學報;1993年01期

2 楊廣雪;謝基龍;謝云葉;;基于有限元的一種新型螺母的防松機理研究[J];工程力學;2010年12期

3 顧俊峰,陳定方;新型防松螺母在鐵路部門中的應用研究[J];武漢交通科技大學學報;1997年03期

4 孫峰,唐宗才;唐氏螺紋的防松原理及效果[J];機械工程師;2002年05期

5 姜凱;郭連水;;基于有限元技術的螺紋聯(lián)接扭矩系數(shù)分析與計算方法[J];機械工程師;2010年05期

6 李波;;螺栓螺紋三維接觸有限元分析[J];機械;2010年05期

7 胡鳳奇;王瑞琳;;幾種螺紋防松新方法[J];安徽冶金科技職業(yè)學院學報;2009年01期

8 管聰榮;螺紋聯(lián)接失效原因的分析[J];煤礦機械;2000年11期

9 李貴軒,李建輝;螺紋聯(lián)接的松動分析與防松措施[J];煤礦機械;2003年10期

10 朱述川;劉自富;;美國施必牢防松螺母在煤礦井筒裝備上的應用[J];煤礦機械;2006年01期

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 溫敏;復合材料錨桿螺紋螺帽接觸有限元數(shù)值模擬與實驗研究[D];太原科技大學;2008年

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本文編號：1009670