内十二角法兰螺栓头部断裂仿真研究

针对内十二角法兰螺栓成形过程中,杆部长度为69和70 mm时,螺栓头与杆部之间拐角位置的损伤程度进行了研究,指出Freudenthal断裂准则能较好的表现其损伤程度。在此基础上,预测了螺栓拧紧时的断裂位置和扭矩。金属流线仿真结果显示,杆部材料向下流动,使拐角位置的金属流线呈现凹陷弯曲的形态,并贴近拐角表面。对此,提出了沿着金属流线空洞被拉长的理论假设,发现空洞被拉长时,应力集中程度增大,更加容易断裂。拧紧断裂和金属流线实验结果与仿真结果基本一致,表明内十二角法兰螺栓成形过程中,杆部材料向下流动,使拐角位置的损伤程度增加,同时,金属流线凹陷弯曲和贴近表面的形态特征也促进了其断裂过程。