轴向载荷作用下钢钢螺纹联接的松动行为研究及数值模拟

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1、Ｂ？———議＂硕ｉ学位论文ｐＭＡＳＴＥＲＤＩＳＳＥＲＴＡＴＥＩ議论文题目：轴向载荷作用下钢／钢螺纹联接的￣￣松动行为研誠数值模酔■＾：説朱ｎ授麵ｌ１７密级国内图书分类号：ＴＨ：公开国际图书分类号：５３．１４３西南交通大学研究生学位论文轴向载荷作用下钢／钢螺纹联接的松动行为研究及数值模拟年级二零一二级姓名于泽通申请学位级别工学硕±专业材料学指导老师失曼臭教授二零一五年五月Ｃｌａｓｓｉｆｉｅｄ虹ｄｅｘ：ＴＨ１１７－５３Ｕ．Ｄ．Ｃ．１．４３ＳｏｕｔｈｗｅｓｔＪｉａｏｔｏｎｇ

2、ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＭａｓｔｅｒＤｅｇｒｅｅＴｈｅｓｉｓＲＥＳＥＡＲＣＨ－ＯＮＳＥＬＦＬＯＯＳＥＮＩＮＧＢＥＨＡＶＩＯＲＡＮＤＮＵＭＥＲＩＣＡＬＳＩＭＵＬＡＴＩＯＮＯＦＳＴＥＥＬＴＨＲＥＡＤＥＤＪＯＩＮＴＳＵＮＤＥＲＡＸＩＡＬＶＩＢＲＡＴＩＯＮＧｒａｄｅ：２０１２Ｃａｎｄｉｄａｔｅ：ＺｅｔｏｎＹｕｇＡｃａｄｅｍｉｃＤｅｇｒｅｅＡｐｐｌｉｅｄｆｏｒ：ＭａｓｔｅｒｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＳｐｅｃｉａｌｉｔｙ：ＭａｔｅｒｉａｌｓＳｃｉｅｎｃｅＳｕｐｅｒｖｉｓｏｒ：Ｐｒｏｆ．ＭｉｎｈａｏＺｈｕ

3、Ｍａｙ．２０１５西南交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并。向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅本人授权西南交通大学可Ｗ将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可Ｗ采用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于１．保密□，在年解密后适用本授权书；２．不保密＾使用本授权书。＂＂（请在Ｗ上方框内打Ｖ）学位论支作者签名：：寺碱指导老师签名＾瓣气日期：曰期：〇＾．｝‘！Ｓ？１巧？西南交通大学硕±学位论文主要工作（贡献

4、）声明本人在学位论文中所做的主要工作或贡献如下：１．进行了轴向交变载荷作用下的钢／钢螺纹联接结构松动试验，从螺栓材料塑性变形和接触螺纹间微动损伤的角度分析了螺纹结构松动的机理。２．研巧了不同的交变载荷和预紧力矩对钢／钢螺纹联接结构松动行为的影响，对各工况下的螺纹接触面微动损伤进行了详细的分析。３．建立螺栓联接结构的有限元模型，分析工作螺纹的应力应变、塑性变形和接触一状态，用数值模拟结果对试验结果作出了进步的解释。本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研巧工作所得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发

5、表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均己在文中作了明确说明。本人完全了解违反上述声明所引起的一切法律责任将由本人承担。学位论文作者签名；平日期：知化／７西南交通大学硕±研究生学位论文第Ｉ页摘要。螺纹联接结构广泛应用于各类机械构件中，对机械设备的整体性能至关重要振动环境中工作的螺纹联接结构会出现夹紧力的持续下降，即螺栓松！ｊ，成为重大安全ｆ隐患。目前关于螺纹联接结构松动行为的研究主要集中在横向振动荷作用下的松动。问题，仅有的关于轴向载荷下螺栓松动的研究多［＾１理论推导为主螺纹联接结构在轴向交变载荷作用下，紧密配合的螺纹

6、接触面会发生微动损伤，可Ｗ造成螺纹联接结构的松动，、咬死等现象但很少有研究对此进行考虑。本文重点研巧螺栓材料塑性变形和接触螺纹间微动损伤在松动过程中的作用，对深入认识螺纹联接结构的松动行为有重要理论意义，同时对工业中螺纹联接机构的防松技术有重要参考价值。本研巧采用自主设计的螺栓加载装置，对螺纹联接结构进斤了轴向交变载荷作用下的松动试验，通过分析螺拴材料的塑性变形和接触螺纹的微动损伤，探究轴向载荷作用下钢／钢螺纹联接结构的松动行为，并讨论了交变载荷和预紧力矩对螺栓结构松动行为的影响。然后利用有限元分析软件ＡＢＡＱＵＳ对螺纹巧接结构进行了仿真分析，从等效应

7、力一、接触状态、塑性变形等方面进步的解释了试验现象。本研巧获得的主要结论如下：１轴向交变载荷作用下的钢／钢螺纹联接结构松动过程可分为两个阶段：试验初期（）由于螺栓材料发生塑性变形，夹紧力迅速下降，；然后在螺纹接触面微动磨损作用下夹紧力缓慢下降。螺纹接触面的损伤机制为粘着磨损、磨粒磨损、疲劳磨损和氧化磨损一，是种极复杂的磨损行为。口，螺纹联接结构的松动程度随着交变载荷幅值的增加而增）经过相同的循环周次大一，随预紧为矩的增加而减小环