横向振动试验螺栓预紧力衰减机理及验证

为初步探索固体发动机振动试验过程中螺栓连接松动预紧力与横向振动载荷大小的定量关系,本文采用斜面滑块模型,结合PyCharm编程平台分析螺栓松动预紧力与横向振动载荷的关系,计算得到了不同预紧力下螺栓的临界松动横向载荷,然后搭建横向振动试验装置进行试验,验证计算分析结果的有效性。研究结果认为:1)在短时间的横向振动载荷下要保证螺栓连接不发生松动,预紧力需要高于横向振动载荷幅值的12倍。2)加入毛毡垫引起的螺栓松动为非旋转型松动,螺栓预紧力大小经过一段时间衰减到初始值的百分之八十多;而横向振动载荷引起的螺栓连接松动为旋转型松动,通常使得螺栓预紧力完全消失。分析结果为后续固体发动机振动试验工艺提供参考。

螺纹紧固件松动影响因素闭环横向振动试验研究

选取典型螺纹连接结构,开展横向载荷闭环振动试验,研究了螺纹紧固件松动影响因素(横向载荷、安装预紧力、螺纹摩擦系数)对螺纹紧固件松动的作用规律。试验发现:横向载荷增加时,螺纹连接结构更容易发生松动失效;自锁螺母的试验组别,增加预紧力时螺纹副防松能力增加;防松垫片的试验组别,在一定范围内增加预紧力对其防松能力影响较小。螺纹摩擦系数对螺纹连接结构防松能力的影响规律与其防松原理相关,非主要依靠螺纹摩擦达到防松要求的防松方式,增加摩擦系数对其防松能力影响较小。

固体发动机振动试验典型工况下的螺栓连接计算模型及验证

固体发动机振动试验卧式工况下,连接振动试验工装的螺栓主要承受横向振动载荷而难免出现松动现象。为解决这一影响试验有效性的工艺问题,采用斜面滑块模型分析螺栓松动机理,并通过电磁振动台在固体发动机振动试验典型卧式工况下进行试验验证,给出常用的M16螺栓的连接安装预紧力与试验横向载荷幅值的建议比值。研究结果表明,固体发动机振动试验典型卧式工况下,要保证发动机在振动试验过程中(通常不超过10 min)的螺栓连接可靠,螺栓连接安装预紧力与横向振动载荷幅值的建议比值为12。该研究结果可为固体发动机振动试验工装设计过程中螺栓孔径大小及数量的选取提供参考,为试验工艺技术改进提供支撑。