塔式起重機(jī)螺栓聯(lián)接松動(dòng)機(jī)理研究.pdf

1、螺紋聯(lián)接是機(jī)械工業(yè)中目前應(yīng)用最為廣泛的緊固方式之一，也是塔式起重機(jī)塔身標(biāo)準(zhǔn)節(jié)之間的主要連接方式之一。螺栓聯(lián)接的自松弛是螺栓聯(lián)接失效的主要形式，會(huì)對(duì)塔機(jī)使用的安全性構(gòu)成嚴(yán)重威脅。塔機(jī)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)之間的螺栓聯(lián)接若發(fā)生自松弛現(xiàn)象，將導(dǎo)致塔機(jī)結(jié)構(gòu)剛度降低，甚至造成塔式起重機(jī)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)扭曲折斷的嚴(yán)重后果。本文以QTZ5510塔式起重機(jī)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)螺栓聯(lián)接為研究對(duì)象，通過(guò)建立有限元模型模擬特定工況下螺栓聯(lián)接的松動(dòng)過(guò)程，來(lái)了解其松動(dòng)機(jī)理。
　　首先，對(duì)用于求解

2、預(yù)緊力作用下螺栓聯(lián)接螺紋部分的承載力分布的Yamamoto解析法進(jìn)行研究，采用該解析法求出預(yù)緊力作用下螺栓聯(lián)接螺紋處承載力分布的解析解;再利用Pro\E、Hypermesh、Abaqus三種軟件聯(lián)合建模的方式，建立螺栓聯(lián)接的三維有限元模型。先在Pro\E中建立帶有螺旋升角的螺栓聯(lián)接三維有限元模型，再利用Hypermesh進(jìn)行有限元分析的前處理過(guò)程，最后導(dǎo)入Abaqus中進(jìn)行靜態(tài)分析，得到相應(yīng)預(yù)緊力作用下的螺紋接觸部分承載力分布的模擬解。

3、通過(guò)對(duì)比采用解析法和模擬法求得的承載力分布曲線，驗(yàn)證了模擬結(jié)果的真實(shí)性和所建立的有限元模型的準(zhǔn)確性。
　　然后，基于QTZ5510塔式起重機(jī)塔身標(biāo)準(zhǔn)節(jié)之間的螺栓聯(lián)接，再次采用聯(lián)合建模的方式建立其三維有限元模型，對(duì)該模型的網(wǎng)格劃分進(jìn)行了優(yōu)化，并在Abaqus中完成邊界條件的設(shè)置，預(yù)緊力的施加，載荷步的設(shè)置等前處理過(guò)程。采用顯式動(dòng)態(tài)有限元分析法，在保證模型收斂的基礎(chǔ)上采用一種新的方法準(zhǔn)確施加預(yù)緊力，得到螺栓聯(lián)接螺紋處承載力分布的模擬解

4、。再次利用Yamamoto法求得相應(yīng)的解析解，并通過(guò)與模擬解對(duì)比驗(yàn)證的方法，證明了所建立模型的準(zhǔn)確性和新的施加預(yù)緊力方法的可行性。
　　最后，對(duì)模型進(jìn)行橫向位移激勵(lì)作用下的動(dòng)態(tài)有限元分析，結(jié)合特定工況下塔身的振動(dòng)頻率數(shù)據(jù)，研究在周期性橫向位移作用下夾緊件的振動(dòng)頻率、橫向位移幅值、螺紋嚙合面摩擦系數(shù)以及承壓面摩擦系數(shù)對(duì)螺栓聯(lián)接自松弛的影響。以此間接對(duì)螺栓聯(lián)接的松動(dòng)機(jī)理進(jìn)行了研究。
　　本文的研究結(jié)論不僅有利于了解螺栓聯(lián)接自松弛