横向振动工况下螺栓连接结构松动的试验研究

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1、硕士研究生学位论文新疆大学论文题目(中文)：横向振动工况下螺栓连接结构松动的试验研究论文题目(外文)：Experimentalstudyonloosenessofboltconnectionstructureundertransversevibrationcondition研究生姓名：张姚斌学科、专业：工程力学研究方向：机械动力学导师姓名职称：王春耀教授论文答辩日期2018年5月18日学位授予日期2018年6月日新疆大学硕士研究生学位论文摘要螺栓连接结构被广泛应用于各种连接结构中。在通常状况下，螺栓连接

2、结构在疲劳损坏之前自身就已经出现了松动。螺栓连接结构的松动是指在外在因素的影响下，随着工作时间的增加，螺栓连接构件之间会发生松动，从而使得预紧力下降。在发生松动初期可能并不会影响整个系统的正常运行，但随着夹紧力的下降，松动将会加剧，整个螺栓连接系统的整体刚度将会下降，从而造成螺栓断裂，引起重大事故。本文以输电塔架M20×90的螺栓为试验对象，使用实验的方法来研究在横向振动时，螺栓连接结构松动的机理。首先通过前人提出的理论模型进行理论计算；再对螺纹接触面之间的滑移做了分析，阐述了在横向振动过程中的滑移过程

3、。然后，在FPD-200型紧固件试验机上进行横向振动实验，采用单因素三水平的研究方法，分析预紧力、横向振幅、振动频率分别对螺栓松动的影响。最后取得最优的三组预紧力、横向振幅、振动频率，采用正交试验法对三因素进行正交实验，取得较优的组合。通过实验分析，得到在横向振动工况下，预紧力、横向振幅、振动频率对螺栓连接结构松动的影响，其较适宜的防松参数为：初始预紧力为55kN、横向振幅为0.4mm、振动频率为12Hz；通过对比结构可得：振幅是影响螺栓连接结构松动的主要因素，预紧力次之，频率最弱，且单因素试验的研究方

4、法与正交试验的研究方法之间存在一定的联系。关键词：整体刚度；螺栓连接；横向振动；滑移；正交试验I新疆大学硕士研究生学位论文AbstractTheboltconnectionstructureiswidelyusedinallkindsofconnectionstructures.Ingeneral,theboltconnectionhasbecomeloosenedbeforefatiguedamage.Looseningofboltconnectionstructuremeansthatwiththe

5、increaseofworkinghours,thelooseningofboltedconnectioncomponentswillcauselooseningofpreload.Intheearlystageofloosening,itmaynotaffectthenormaloperationofthewholesystem,butwiththedecreaseofclampingforce,thelooseningwillintensify,andtheoverallstiffnessofthe

6、wholeboltedconnectionsystemwilldecrease,whichwillcauseboltbreakageandcausemajoraccidents.ThispapertakestheboltofthetransmissiontowerM20×90astheresearchobject,andstudiesthelooseningmechanismoftheboltconnectionstructureunderthetransversevibrationconditiont

7、hroughtheexperimentalmethod.Firstofall,theoreticalcalculationisdonethroughtheoreticalmodelswhichhavebeenputforwardbypredecessors.Theslipbetweenthreadsurfacesisanalyzed,andtheslipprocessduringlateralvibrationisexpounded.Then,thetransversevibrationtestonth

8、eFPD-200fastenertestmachineiscarriedout.Thesinglefactorandthreelevelresearchmethodisadoptedtoanalyzetheeffectsofpreload,lateralamplitudeandvibrationfrequencyonboltlooseningrespectively.Atlast,theoptimumthreegroupsofpretens