【摘要】：螺栓聯(lián)接是汽車(chē)輪轂的主要聯(lián)接方式,其預(yù)緊力設(shè)計(jì)及控制影響輪轂螺栓聯(lián)接的安全可靠性,提升螺栓預(yù)緊力可增強(qiáng)螺栓聯(lián)接防松能力和螺栓疲勞強(qiáng)度。轎車(chē)上普遍采用鋁制輪轂,由于鋁合金較軟,輪轂螺栓聯(lián)接結(jié)構(gòu)接觸狀態(tài)發(fā)生改變,螺栓預(yù)緊力出現(xiàn)不足,螺栓可能發(fā)生松動(dòng)、斷裂,影響轎車(chē)的行駛功能和安全性。本文針對(duì)轎車(chē)鋁合金輪轂螺栓預(yù)緊力進(jìn)行研究,主要研究?jī)?nèi)容如下:根據(jù)錐面過(guò)盈聯(lián)接理論及彈性沖頭接觸模型建立輪轂螺栓錐面聯(lián)接擰緊過(guò)程力學(xué)分析模型,推導(dǎo)出螺紋面和螺母錐面摩擦力矩、螺栓拉伸力矩以及螺栓預(yù)緊力的計(jì)算公式,建立錐面過(guò)盈配合幾何模型來(lái)分析輪轂錐孔和螺母的彈塑性狀態(tài),通過(guò)計(jì)算內(nèi)外螺紋變形得到嚙合螺紋軸力分布規(guī)律。利用MATLAB計(jì)算輪轂螺栓預(yù)緊力,分析螺紋升角、螺母錐角、螺母錐面摩擦因數(shù)等諸因素對(duì)螺栓預(yù)緊力的影響程度,并分析這些因素影響螺栓預(yù)緊力的機(jī)理,提出螺栓預(yù)緊力的提升方法和改進(jìn)措施。通過(guò)ABAQUS建立輪轂螺栓聯(lián)接有限元仿真模型:確定材料模型和接觸模型、對(duì)各部件合理劃分網(wǎng)格、設(shè)置載荷和邊界條件,計(jì)算得到螺栓聯(lián)接結(jié)構(gòu)的應(yīng)力應(yīng)變分布規(guī)律及嚙合螺紋軸力分布情況,并分析螺栓預(yù)緊力的影響因素。利用輪轂螺栓聯(lián)接試驗(yàn)采集的螺栓應(yīng)變值并對(duì)其進(jìn)行分析,研究螺栓預(yù)緊力的變化規(guī)律,將螺栓預(yù)緊力的理論計(jì)算、仿真結(jié)果及試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,具有一致性,驗(yàn)證了輪轂螺栓預(yù)緊力理論分析結(jié)果的準(zhǔn)確性。
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：U463.343
【圖文】：

預(yù)緊力偏小時(shí)，螺母會(huì)發(fā)生松動(dòng)，螺栓脫落或者因振蕩不斷而斷裂，結(jié)構(gòu)的可靠性、緊密性和疲勞壽命變差。因此，螺栓預(yù)緊力應(yīng)該控制在合之內(nèi)，偏大或偏小都不符合要求[7-9]。若輪轂螺栓聯(lián)接預(yù)緊力達(dá)不到期望值行駛穩(wěn)定性、傳動(dòng)平穩(wěn)性和安全性能都將會(huì)受到影響。按緊固件與被聯(lián)接件的接觸面結(jié)構(gòu)劃分，目前研究的螺栓聯(lián)接結(jié)構(gòu)可分為錐型和球型，如圖 1-1 所示(圖中，A、緊固件；B、輪轂；C、制動(dòng)盤(pán)；D、)[10]�，F(xiàn)代汽車(chē)輪轂螺母比普通六角螺母要厚些，頭部為錐型，是固定汽車(chē)用螺母。螺母與其支承面間存在過(guò)盈現(xiàn)象，和輪轂螺栓孔的聯(lián)接屬于錐面。錐面過(guò)盈聯(lián)接結(jié)構(gòu)中，結(jié)合面緊密貼合，可以抵抗外載荷，但兩接觸面發(fā)生微動(dòng)磨損。微動(dòng)損傷與材料的力學(xué)性能、接觸副的摩擦特性及構(gòu)件的密切相關(guān)，間接影響了螺栓預(yù)緊力，且能夠降低構(gòu)件的疲勞強(qiáng)度、減小其。過(guò)盈量的大小直接影響錐面過(guò)盈聯(lián)接結(jié)構(gòu)的密封性[11-13]。若過(guò)盈量不足之間將產(chǎn)生滑動(dòng)，扭矩?zé)o法通過(guò)接觸面之間的相互擠壓傳遞出去。若過(guò)盈超過(guò)彈性極限壓力，其內(nèi)部產(chǎn)生附加內(nèi)應(yīng)力，過(guò)盈配合的可靠性就會(huì)降低。

第 2 章 輪轂螺栓聯(lián)接力學(xué)分析第 2 章 輪轂螺栓聯(lián)接力學(xué)分析螺栓聯(lián)接結(jié)構(gòu)栓聯(lián)接件將輪轂、制動(dòng)盤(pán)及軸承法蘭連接在一起，使各部件滑移，不產(chǎn)生縫隙，并且可以承受輪轂傳遞的外界載荷。分化，簡(jiǎn)化后的輪轂螺栓聯(lián)接結(jié)構(gòu)如圖 2-1 所示。螺母 1 在旋緊互擠壓產(chǎn)生結(jié)合壓力，繼而依靠結(jié)合面之間的摩擦力將力矩與螺栓 3 聯(lián)接來(lái)固定輪轂，螺母螺紋斜面對(duì)螺栓螺紋產(chǎn)生的栓預(yù)緊力。輪轂螺栓聯(lián)接局部簡(jiǎn)圖如圖 2-2 所示，涉及到的徑 d，螺紋小徑 d1，螺紋中徑 d2，螺母小端直徑 d3，螺母大 d5，牙型半角α，螺母半錐角β，螺紋升角ψ，螺距 p。

【參考文獻(xiàn)】

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1 尹益輝;史平安;;旋轉(zhuǎn)力矩作用下普通螺栓組中螺栓內(nèi)力的有限元分析[J];固體力學(xué)學(xué)報(bào);2015年S1期

2 錢(qián)海挺;饒麗芳;韓愈琪;;車(chē)輪螺栓夾緊力的影響因素分析[J];機(jī)械強(qiáng)度;2015年03期

3 楊輝;韓江;褚向前;;螺栓聯(lián)接結(jié)構(gòu)接觸應(yīng)力及結(jié)合面剛度影響因素研究[J];機(jī)械強(qiáng)度;2015年01期

4 邱凱;曹魯光;郇光周;馬洪波;;導(dǎo)彈關(guān)鍵艙段螺栓聯(lián)接的有限元分析及預(yù)緊力研究[J];機(jī)械設(shè)計(jì)與制造;2015年02期

5 莫易敏;梁紹哲;;摩擦系數(shù)對(duì)微車(chē)高強(qiáng)度螺栓聯(lián)接性能的影響研究[J];機(jī)械科學(xué)與技術(shù);2014年09期

6 何競(jìng)飛;楊鳴;萬(wàn)闖建;;螺栓聯(lián)接的精確建模與有限元分析[J];機(jī)械設(shè)計(jì)與研究;2014年04期

7 劉傳波;涂_誠(chéng)

本文編號(hào)：2742866