發(fā)布時間：2017-07-28 19:29

  本文關鍵詞：螺栓連接件等效壓縮剛度計算方法研究

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【摘要】：螺栓連接是一種可拆卸的固定連接,除了具有結構簡單、連接可靠、裝拆方便、類型多樣、利于檢修等優(yōu)點以外,還具有良好的受力性能以及抗震能力。但由于螺栓工作環(huán)境復雜,承受多種外部載荷,對螺栓的設計和校核過程中應充分考慮安全問題,以達到使用強度和功能要求。本論文對國內外螺栓計算方法和標準進行了對比分析,了解到螺栓連接的計算集中在對螺栓的裝配應力、工作應力、疲勞交變應力、被連接件表面壓力、防止打滑驗證、剪切應力、緊固力矩等強度和功能要求。然而對于螺栓連接計算來說最重要的就是對外部載荷的分配比率進行計算,而對于外部載荷分配比率的計算主要在于對螺栓和被連接件的等效剛度的計算,其準確程度直接影響著螺栓連接計算結果。論文以圓盤形被連接件為研究對象,分析了其在不同外界尺寸下的等效壓縮變形體的簡化形狀(錐體、錐體加柱體、柱體)。同時,基于被連接件垂直于螺栓軸的橫截面壓應力均勻分布和壓應力非均勻分布推導了空心圓錐體和空心圓柱體的等效壓縮剛度計算公式。進而以M12螺栓連接為仿真對象,選擇了大量不同被連接件尺寸,在這些尺寸下,被連接件的等效壓縮變形體包含了可能出現(xiàn)的各種形狀,進而對其進行有限元仿真分析計算,得到其軸向壓縮剛度的仿真計算結果,在與基于壓應力均勻分布和基于壓應力非均勻分布推導的理論公式計算的理論值進行對比分析。最后,基于VB軟件,編譯了螺栓計算程序,通過輸入螺栓和被連接件參數(shù),以及外部載荷與其他計算參數(shù)便可對螺栓進行全面計算校核。分析表明當被連接件的等效壓縮變形體只包含空心圓錐體時,當被連接件的夾緊厚度較小時,采用壓應力非均勻分布計算的結果和有限元計算的結果誤差小于5%,但是當夾緊厚度較大時,其誤差也會超過10%。當被連接件的等效壓縮體包含空心圓錐體加上空心圓柱體,此時基于壓應力均勻分布和壓應力非均勻分布計算的結果相差超過了5%,但是基于壓應力非均勻分布計算的結果與有限元計算結果更接近。當被連接件的等效壓縮體只包含空心圓柱體。此時無論被連接件同材料或不同材料,基于壓應力均勻分布和壓應力非均勻分布計算的結果都與有限元計算的結果非常接近,無特別大的差別。
【關鍵詞】：螺栓 被連接件 形狀 剛度 壓縮體
【學位授予單位】：西南交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TH131.3
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第一章 緒論11-25
• 1.1 課題的研究背景11
• 1.2 螺栓連接計算標準國內外研究現(xiàn)狀11-18
• 1.2.1 單螺栓連接簡化模型11-13
• 1.2.2 國內外螺栓連接計算方法13-18
• 1.2.3 小結18
• 1.3 螺栓連接力分配系數(shù)國內外研究現(xiàn)狀18-24
• 1.4 選題意義與研究內容24-25
• 1.4.1 選題意義24
• 1.4.2 研究內容24-25
• 第二章 被連接件軸向等效壓縮剛度分析25-42
• 2.1 被連接件不同等效壓縮變形體分析26-28
• 2.2 基于壓力均勻分布下被連接件剛度計算28-34
• 2.2.1 空心圓錐體軸向壓縮壓縮剛度計算28-29
• 2.2.2 空心圓柱體軸向壓縮剛度計算29-30
• 2.2.3 對于不同形狀等效變形壓縮體剛度計算30-34
• 2.2.4 小結34
• 2.3 基于壓力非均勻分布下被連接件剛度計算34-42
• 2.3.1 空心圓錐體軸向壓縮壓縮剛度計算34-36
• 2.3.2 空心圓柱體軸向壓縮剛度計算36-37
• 2.3.3 對于不同形狀等效變形壓縮體剛度計算37-41
• 2.3.4 小結41-42
• 第三章 理論計算與有限元仿真對比42-56
• 3.1 模型分析42-45
• 3.1.1 螺栓連接尺寸選擇42-44
• 3.1.2 模型材料分析44-45
• 3.2 有限元模型建立45
• 3.3 模型計算分析45-52
• 3.4 應力分布圖52-55
• 3.5 小結55-56
• 第4章 螺栓計算軟件編寫56-71
• 4.1 螺栓軸向剛度計算程序化處理56-57
• 4.2 被連接件軸向剛度計算程序化處理57-60
• 4.2.1 被連接件等效替代基體直徑確定57-58
• 4.2.2 被連接件等效壓縮變形體判斷58-60
• 4.3 螺栓計算流程程序化處理60-63
• 4.3.1 螺栓主要計算內容60-63
• 4.4 螺栓計算軟件界面63-67
• 4.4.1 用戶進入界面63-64
• 4.4.2 常用參數(shù)輸入界面64
• 4.4.3 螺栓參數(shù)輸入界面64-65
• 4.4.4 被連接件參數(shù)讀取界面65-66
• 4.4.5 計算結果輸出報告66-67
• 4.5 計算實例67-70
• 4.6 小結70-71
• 總結與展望71-73
• 致謝73-74
• 參考文獻74-77
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文77

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本文編號：585697