三種螺紋連接結(jié)構(gòu)在剪切激勵(lì)作用下的松動(dòng)行為研究.pdf

1、螺紋連接結(jié)構(gòu)具有連接與緊固的性能且其結(jié)構(gòu)簡單、拆卸方便以及成本低，故而廣泛應(yīng)用于各種工程結(jié)構(gòu)中。它在連接與緊固、傳遞力（或力矩）、保證結(jié)構(gòu)密封性等方面起著關(guān)鍵的作用。在實(shí)際工程中，螺紋連接往往承受各類外部載荷，其中尤以振動(dòng)工況最為常見，在振動(dòng)環(huán)境下，螺紋連接很容易發(fā)生松動(dòng)，這嚴(yán)重影響著各種結(jié)構(gòu)件的正常運(yùn)行，甚至造成重大安全事故。目前國內(nèi)外學(xué)者對(duì)螺紋連接結(jié)構(gòu)進(jìn)行了廣泛研究，但大部分都集中在未使用防松措施的普通結(jié)構(gòu)上，僅有的一些關(guān)于防松型螺

2、紋結(jié)構(gòu)的研究也不夠深入，因此有必要對(duì)一些具有特定防松結(jié)構(gòu)的螺紋連接進(jìn)行試驗(yàn)研究。這不僅可以深化對(duì)螺紋連接松動(dòng)機(jī)理的認(rèn)識(shí)，而且可以為實(shí)際工程中各種防松結(jié)構(gòu)的應(yīng)用提供重要的理論指導(dǎo)。本文圍繞防松型螺紋連接結(jié)構(gòu)的松動(dòng)機(jī)理及其防松性能進(jìn)行研究，完成的主要內(nèi)容以及獲得的主要結(jié)論如下:
　　(1)基于螺紋連接結(jié)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)響應(yīng)與螺紋表面損傷形貌分析，發(fā)現(xiàn)螺紋連接的松動(dòng)過程可為兩個(gè)階段，第一階段的松動(dòng)機(jī)理主要是結(jié)構(gòu)的塑性變形;第二階段的松動(dòng)機(jī)理主

3、要是螺紋接觸界面的微動(dòng)磨損。
　　(2)研制了剪切激勵(lì)下螺紋連接結(jié)構(gòu)的松動(dòng)試驗(yàn)裝置以及測(cè)量螺母轉(zhuǎn)動(dòng)角度的試驗(yàn)裝置，并通過試驗(yàn)再現(xiàn)了剪切激勵(lì)下螺紋連接結(jié)構(gòu)的松動(dòng)過程。
　　(3)針對(duì)螺栓/尼龍嵌件螺母連接結(jié)構(gòu)，在不同試驗(yàn)參數(shù)（載荷幅值和預(yù)緊力）下，通過宏觀試驗(yàn)以及微觀測(cè)試手段，系統(tǒng)研究了螺紋連接結(jié)構(gòu)的松動(dòng)行為，揭示了螺栓/尼龍嵌件螺母連接結(jié)構(gòu)的松動(dòng)機(jī)理。研究結(jié)果表明:螺紋連接的松動(dòng)程度與預(yù)緊力的大小成反比，與剪切交變載荷幅值的

4、大小成正比。損傷較嚴(yán)重的區(qū)域主要集中在靠近螺紋牙頂?shù)奈恢?隨著螺紋工作圈數(shù)的增加，螺紋表面的損傷程度降低，但由于加工精度以及表面粗糙度不同等原因，試驗(yàn)結(jié)果具有分散性，并不嚴(yán)格遵循這個(gè)規(guī)律。螺紋接觸界面的主要磨損機(jī)制為粘著磨損、磨粒磨損、疲勞磨損、氧化磨損。
　　(4)針對(duì)螺栓/尼龍嵌件螺母、普通螺母、錐壓抱緊式螺母連接結(jié)構(gòu)，在相同試驗(yàn)參數(shù)（剪切載荷幅值和預(yù)緊力）下，通過宏觀試驗(yàn)以及微觀測(cè)試手段，對(duì)比研究了不同螺紋連接結(jié)構(gòu)的松動(dòng)行為