热循环载荷对异种材料螺钉联接件影响的研究

论文摘要

螺钉联接是一种古老的联接结构，被广泛地应用于各种机械及结构中。随着工业的发展和技术的进步，现代化的工程结构对螺钉联接件的设计和可靠性计算提出了更高的要求。本文以在核反应堆内受热循环载荷的螺钉联接件为研究对象；以研究螺钉联接受热循环载荷时的受力变形情况，并找出螺钉联接的松动机理为主要目的；以试验和有限元分析计算为主要方法。作了以下几个方面的分析和研究：1．通过四种螺钉联接件模型的热循环试验，对螺钉长度、松动力矩和螺钉联接件内部的变形情况进行研究，发现螺钉联接件预紧力矩下降的规律，找出松动的原因。2．对螺钉联接件进行有限元模拟计算，采用弹塑性分析方法，进一步研究螺钉联接件松动的原因，找出预紧力下降的规律。并结合螺钉联接件热循环试验的结果，确定合适的预紧力，提出改进的建议。3．在有限元分析的基础上，对比理论计算出的螺钉联接件的柔度值，对传统的理论方法给出合理的建议，并且在一定适用范围内，提出更加简便、合理的计算方法。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 主要符号说明
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究的背景与意义
• 1.2 国内外研究概况及发展趋势
• 1.2.1 螺钉循环松弛现象的研究
• 1.2.2 预紧力对螺钉联接件松弛影响的研究
• 1.2.3 螺钉柔度对螺钉联接件松弛影响的研究
• 1.3 本文的研究目的和主要内容
• 第二章 螺钉联接结构的研究方法
• 2.1 螺钉联接的预紧力
• 2.1.1 预紧力控制方法
• 2.1.2 预紧力与拧紧力矩的关系
• 2.2 螺钉联接结构的受力和变形理论
• 2.3 螺钉联接的防松
• 2.4 小结
• 第三章 螺钉联接件的热循环试验
• 3.1 引言
• 3.2 热循环试验
• 3.2.1 试验条件
• 3.2.2 试验过程和数据测量
• 3.3 热循环次数对M12螺钉松动力矩的影响试验
• 3.4 典型联接件的解剖分析
• 3.5 超高预紧力矩的热循环试验
• 3.6 小结
• 第四章 螺钉联接件的有限元计算
• 4.1 引言
• 4.2 有限元法概述
• 4.2.1 非线性有限元法
• 4.2.2 接触有限元方法
• 4.3 有限元应力分析计算
• 4.3.1 建模
• 4.3.2 预紧条件分析
• 4.3.3 升温过程分析
• 4.3.4 降温过程分析
• 4.3.5 螺钉联接载荷和变形关系的分析
• 4.3.6 10次热循环的有限元模拟仿真
• 4.4 小结
• 第五章 螺钉联接件柔度计算的讨论
• 5.1 引言
• 5.2 现有柔度的理论计算方法
• 5.2.1 螺钉的柔度计算
• 5.2.2 被联接件的柔度计算
• 5.3 有限元结果与理论方法的比较分析
• 5.3.1 理论值和有限元结果比较
• 5.3.2 螺钉柔度比较结果的分析
• 5.3.3 被联接件柔度比较结果的分析
• 5.4 小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 参考文献
• 附录1
• 附录2
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文和参与科研项目