螺栓预紧力对舰用汽缸力学特性的影响研究.pdf

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1、第22卷第4期(总第130期)船舶Vn1．22No．42011年8月SHIP＆B0ATAugust，2011[船舶轮机]螺栓预紧力对舰用汽缸力学特性的影响研究史冬岩张亮张成高旭文张桐鸣(哈尔滨工程大学机电工程学院哈尔滨150001)[关键词]舰用汽缸；螺栓预紧力；屈服极限；螺栓最大应力；最大缝隙；数值仿真[摘要]针对螺栓预紧力对舰船设备力学特性影响研究较少的现象，以某舰用汽缸为例，研究螺栓预紧力对其力学特性的影响，对舰用汽缸在无螺栓预紧力和螺栓预紧力不同工况下进行对比，分析汽缸的变形和螺栓的强度。研究表明：为使舰用汽缸工作时发生较小相对位

2、移，增强密封性能，在保证螺栓强度条件下应充分发挥螺栓预紧力作用．其预紧应力应控制在其材料屈服极限的45％～52％之间。[中图分类号]TB42[文献标志码]A[文章编号]1001—9855(2011)04—0033—05EfectofboltprepressingforceonwarshipcylindermechanicalpropertiesSHIDong-yanZHANGLiangZHANGChengGAOXu——wenZHANGTong——ming(CollegeofMechanicalandElectricalEngineerin

3、g，HarbinEngineeringUniversity，Harbin150001，China)Keywords：shipcylinder；boltpreressingforce；yieldlimit；maximumstressofbolt；maximumgap；numericalsimulationAbstract：Sincetherearefewresearchesonmechanicalpropertiesofshipequipmentwhichareeffectedbyboltprepressingforce，ashipcyli

4、nderistakenasanexampletostudyonthisproblem．Thecylinderde~rmationandbohstrengthayeanalyzedbasedonthecomparisonbetweenconditionswithandwithoutboltprepressingforce．Theresultshowsthattheboltprepressingforceshouldbecontrolledinmaterialyieldlimitof45％to52％tomakethecaseofminimal

5、displacementandenhancethesealingperformanceofshipcylinderwhichgivesfullplaytotheroleofbohprepressingforceintheconditionofenoughboltstrength．备．开展其力学特性研究具有实际意义。0引言舰用汽缸在工作时，渗漏和变形是最为常见的问题．汽缸结合面的紧密性影响到机组的安全性和舰船设备特别是A类设备的破坏是一个关系经济性。以往在汽缸装配过程中经常会采取一定措到舰船生命力的重要问题。在船体破损的情况下，施来实现汽缸

6、的密封，如研刮结合面、局部补焊、控动力抗沉性要求能够利用动力设备的完好性达到生制螺栓预紧力等方法。存的目的[”。主汽轮机汽缸作为舰船的重要动力设当前，国内外关于螺栓连接的研究很多，但是关[收稿日期]2011-03—29[基金项目】国际科技合作项目(2007DFR80340)资助的课题；哈尔滨市科技创新专项基金(RC2008QN013001)。【作者简介]史冬岩(1965一)，女，汉族，教授、博士生导师，研究方向：机械设计及理论。张亮(1986一)，男，汉族，硕士，研究方向：机械设计及理论。张成(1987一)，男，汉族，硕士，研究方向：机械

7、设计及理论。高旭文(1987一)，男，汉族，硕士，研究方向：机械设计及理论。张桐鸣(1986一)，男，汉族，硕士，研究方向：机械设计及理论。33螺栓预紧力对舰用汽缸力学特性的影响研究可靠性和紧密性。以防止受载后被连接件间出现缝表2预紧力工况隙或发生相对滑移[。预紧力(N)适当选择一定的预紧力对螺纹连接的可靠性以工况四及连接件的疲劳强度都是有利的，但过大的预紧力M5624500090000010000001100000会导致整个连接的结构尺寸增大，也会使连接件在装配或偶然过载时被拉断。通常规定，拧紧后螺纹M30550oo2600003000

8、00340000连接件在预紧力作用下产生的预紧应力不得超过其材料屈服极限的80％，对于合金钢螺栓连接的预4计算结果分析紧力，通常按下式关系确定：≤(0．5~0．6)o-,Al(1)舰用汽缸渗漏