重載螺栓的力學(xué)性能分析及其結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究.pdf

1、本文的重載是指在螺紋聯(lián)接結(jié)構(gòu)中外部載荷接近螺栓預(yù)緊力，甚至超過(guò)螺栓預(yù)緊力的螺栓聯(lián)接邊界條件。目前，對(duì)螺紋聯(lián)接結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能分析主要用到的方法有解析法和有限元法。然而，分析過(guò)程中的多個(gè)簡(jiǎn)化處理帶來(lái)的結(jié)果存在較大的誤差，這難以為螺紋聯(lián)接結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)提供可靠的理論支持。因此，進(jìn)一步深入開(kāi)展螺紋聯(lián)接的相關(guān)研究工作具有顯而易見(jiàn)的意義?；诖耍疚脑诖罅坷碚撗芯康幕A(chǔ)上，利用有限元軟件對(duì)螺栓的相關(guān)力學(xué)性能進(jìn)行了分析并對(duì)其結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)做了一定研究。主要

2、從兩方面進(jìn)行了研究：
　　首先，基于螺栓的相關(guān)理論，利用有限元軟件對(duì)螺栓的聯(lián)接結(jié)構(gòu)進(jìn)行了力學(xué)性能分析。螺栓聯(lián)接結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能分析主要分為靜力學(xué)分析和動(dòng)力學(xué)分析。螺栓的靜力學(xué)分析理論已比較成熟，并且有限元軟件也已經(jīng)是一種常見(jiàn)的工具，但是利用有限元軟件對(duì)螺栓聯(lián)接結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析則面臨著諸多問(wèn)題。而研究螺栓的動(dòng)力學(xué)的理論相對(duì)較少，在螺栓靜力學(xué)分析的基礎(chǔ)上，可以利用有限元軟件初步對(duì)螺栓的動(dòng)力學(xué)特征進(jìn)行分析，研究在不同應(yīng)力幅值激勵(lì)下螺栓的應(yīng)力特

3、征。
　　其次，在力學(xué)性能分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合螺栓的相關(guān)理論，研究了如何才能更好地利用有限元軟件進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)。螺栓聯(lián)接結(jié)構(gòu)是一種常見(jiàn)的聯(lián)接結(jié)構(gòu)，主要由被聯(lián)接件以及螺栓和螺母構(gòu)成。螺栓聯(lián)接結(jié)構(gòu)在宏觀上的設(shè)計(jì)方法通常相對(duì)簡(jiǎn)單。為了提高螺栓的力學(xué)性能通常需要深入螺栓和螺母的內(nèi)部，優(yōu)化螺栓和螺母內(nèi)部的細(xì)節(jié)幾何參數(shù)，來(lái)提高螺栓和螺母的聯(lián)接強(qiáng)度。
　　本文以ANSYS14.0軟件為工具，對(duì)螺栓聯(lián)接結(jié)構(gòu)進(jìn)行了參數(shù)化建模，在大量理論分析的