基于ABAQUS二次开发的钛合金自锁螺母收口过程研究

为探究钛合金自锁螺母收口工艺参数对收口区域成型规律的影响,基于ABAQUS建立钛合金TC4自锁螺母收口成型过程的有限元仿真模型,对ABAQUS进行二次开发以实现前处理过程的参数化,建立GUI界面从而有效减少收口过程有限元仿真模型建立所需的时间与精力,提高有限元仿真效率。仿真研究结果表明:增大收口量与收口点高度能够显著提高自锁螺母变形程度,从而提升产品的锁紧性能。

0Cr12Mn5Ni4Mo3Al不锈钢自锁螺母的开裂原因

某0Cr12Mn5Ni4Mo3Al不锈钢自锁螺母在服役过程中出现开裂。对开裂螺母进行了宏观和微观断口形貌观察、表面能谱分析、显微组织及力学性能分析与测试等。结果表明:该螺母开裂原因为应力腐蚀开裂(SCC)。裂纹起源于法兰面与螺母体交接处,螺母体与法兰面呈直角此处易积液,螺母表面处理方式为钝化和涂MoS_(2),其耐蚀能较差。在腐蚀性潮湿大气环境中,干湿交替作用下螺母产生局部腐蚀点,在腐蚀点处萌生裂纹,裂纹在螺母圆周切向拉应力作用下扩展直至螺母开裂。

合金钢自锁螺母振动试验失效分析及预防

结合生产实际及振动试验工况,从宏观裂纹、断口形貌、微观组织及显微硬度等方面对30CrMnSiA钢自锁螺母振动试验产生裂纹的成因进行了综合分析。结果表明:因操作人员变更定位销高度导致螺母直口部位产生台阶而形成应力,集中在内螺纹牙底形成裂纹源,当振动试验时产生疲劳裂纹。选用合适的定位销高度、采用正确加工工艺,能够有效地预防此类问题发生。

自锁螺母开裂失效分析

通过裂纹的宏观和微观观察,采用硬度检测及区间验证分析、局部退火分析、问题复现等方法,对自锁螺母铆接开裂的原因进行了分析。结果表明:自锁螺母在铆接时产生裂纹的主要原因为局部退火工序的自锁螺母与线圈间隙增大、加热温度降低、有效加热长度短、硬度高而造成铆接开裂。通过改进局部退火设备、优化退火工艺,避免了自锁螺母的铆接开裂。

某型通用飞机自锁螺母腐蚀原因

某型通用飞机在定期检查中发现固定刹车扭力板的自锁螺母腐蚀严重,且有少量的螺母完全断裂,导致与之相连的螺栓出现松动。根据同型飞机在5个机场运行环境中该型螺母状态的统计分析,选取了10件样品进行了研究。采用3D光学显微镜、扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS),对腐蚀螺母的宏观、微观形貌进行观察,对螺母外表面和断裂横截面的元素进行对比,并根据镀层特性和运行环境,分析了该型螺母腐蚀的原因。结果表明:恶劣的外部环境、实际运行条件和人员操作方式造成了螺母表面镀层的损伤,镀层的损伤是刹车区域该型螺母腐蚀的主要原因,地区酸雨和潮湿环境加剧了螺母的腐蚀;镀层的损伤和长时间腐蚀造成螺母的失厚率较大。

热镦温度对复杂型面钛合金自锁螺母成形性能的影响

为了弄清热镦温度对复杂型面钛合金自锁螺母成形性能的影响,对加热温度与加热参数的关系,不同温度下钛合金螺母的成形性能进行了试验研究。结果表明感应加热功率为20.5-32.6 kW、加热时间在5-9 s内可使钛合金螺母坯料的加热温度控制在800-950℃之间,变形程度为55.3%时复杂型面钛合金螺母毛坯可以实现一次镦锻成形;在实际镦锻过程中,激烈变形产生的变形热导致加热温度为950℃的样品实际温度已超过相转变点,进而引起晶粒急剧粗化;在800-900℃温度区间,随加热温度的增加,钛合金的成形能力提高,在900℃的加热温度下,钛合金自锁螺母呈现较好的成形性能。

钛合金自锁螺母裂纹故障分析

对TC16钛合金自锁螺母裂纹故障件进行了裂纹及断口、金相组织及显微硬度分析,并结合自锁螺母的制造工序,对裂纹的形成原因进行了综合分析。结果表明,自锁螺母的裂纹是在固溶处理后的收口工序过程中产生的。其主要原因是固溶处理中收口端内外表面产生的脆性氧污染层,造成该处塑性严重下降。严格控制固溶处理时的环境气氛或合理调整制造工序可有效预防此类故障。

TC16钛合金六角自锁螺母加工技术研究

TC16钛合金六角自锁螺母是飞机结构中一种先进的连接件,具有质量轻、强度高、耐腐蚀、抗振动等特点,大量应用于新型飞机中。本文在TC16钛合金自锁螺母加工技术研究中,解决了热处理加工技术,热处理污染去除技术,缩紧工艺技术,性能试验技术,完成了工艺路线设计,收口尺寸的确定等加工技术关键,全面掌握钛合金六角自锁螺母加工技术。

自锁螺母的原理及应用

针对普通紧固件——螺栓、螺母在运转中易松脱的难题,介绍了美国底特公司的自锁螺母技术,并分析了其防松设计原理,指出其阴螺纹牙底的30°斜面可产生比普通螺纹大2倍的锁紧力,且各牙受力均匀,在纺机、器材方面应用前景广阔。

楔紧自锁螺母的特征分析

从楔紧自锁螺母和螺栓联接后的横截面形状特征讨论其抗横向振动的能力 .鉴于这种螺母有较好的防松性能 ,建议研究和开发这种楔紧自锁螺母 .

自锁螺母的防松及滚压收口的应用

某系列飞机用自锁螺母锁紧力矩不稳定原因分析。自锁螺母采用滚压收口可使螺母收口部位的螺纹孔由圆形变成曲率变化均匀的对称的椭圆形 ,螺距沿螺纹孔轴向增大 ,造成与螺栓干涉配合 ,可获得比较稳定的锁紧力矩。

托板自锁螺母推出力试验研究

目前国内现有的自锁螺母推出力测量方法标准并不完善,推出力试验后产生的沿螺纹轴向的变形测量方法并不明确。通过对国内外推出力测量方法标准进行研究,提出了使用传感器对变形量进行测量的方法,并对比分析了三种不同的自锁螺母推出力试验结果。

自锁螺母收口夹具的设计

针对非金属嵌件自锁螺母收口时容易产生裂纹、非金属嵌件滑动等质量问题,基于多年加工实践经验,设计了自锁螺母收口夹具,有效地解决了自锁螺母的加工问题。该设计有很强的实用价值。

某航空用自锁螺母装配不一致性模拟及优化

为解决某型号游动双耳托板自锁螺母因装配不一致导致的寿命短和失效快问题,通过数值模拟方法研究了自锁螺母与托板装配的全过程,优化了装配方案,并通过试验验证了优化方案的可行性。先采用Solidworks软件建模装配过程,再用DEFORM-2D/3D软件MO模块模拟托板成形过程。对关键参数进行了正交试验设计,采用极差分析法得到最优的工艺参数组合。结果表明,托板成形预折弯为关键工序,采用优化方案:增加芯棒支撑,设置预折弯角度为30°、预折弯半径为4 mm、冲压速度为5 mm·s^(-1)时,成形形状理想,对螺母的锁紧效果好,能保证足够的游动间隙,且不破坏表面镀层,工装简单,满足技术要求。该优化方案减少了工序间外形误差的累积和传递,延长了模具寿命,保证了装配质量,能有效指导实际生产。

提高疲劳寿命的托板自锁螺母选项研究

本文通过对比了4种不同类型托板自锁螺母的属性及搭接剪切疲劳性能,给出了在飞机不同区域对应的最佳托板自锁螺母类型选择指导。

收口量对钛合金自锁螺母锁紧性能的影响

为了明确收口量对钛合金自锁螺母锁紧性能的影响,对不同收口量的钛合金自锁螺母的锁紧性能进行了检测和分析,得出了收口量对锁紧性能的影响规律。结果表明:随着拧入拧出次数的增加,锁紧力矩值和松脱力矩值呈现先增大后减小的趋势,收口量为0.05mm和0.10mm时,变化幅度较小,而收口量为0.15mm时,变化幅度最大;安装力矩与预紧力基本呈线性关系,收口量的大小决定了安装力矩与预紧力之间线性变化的斜率,收口量越小则线性关系的斜率越大;收口量为0.05mm、0.10mm和0.15mm时的扭拉系数K分别为0.09、0.12和0.16。

双耳托板游动可更换自锁螺母设计及应用研究

为解决某型直升机尾减整流罩与尾减平台连接用托板自锁螺母易失效问题,设计一种可用于经常拆装部位的可更换、易拆卸的双耳托板游动自锁螺母。对该新型标准件进行了结构设计和优化,并完成了各项性能试验。该新型标准件解决了已有型号上的问题,同时在新型号上获得了应用,具有广泛前景。

盲孔镶嵌自锁螺母锁紧力矩仿真及试验研究

为了探究盲孔镶嵌自锁螺母锁紧力矩的影响规律,确定工件材质和收口量,通过有限元仿真分析,研究不同收口量下盲孔镶嵌自锁螺母的锁紧力矩。根据中国航空工业第六○二所企业标准Q/16S 510—2015,确定理论最佳收口量,得到收口量对锁紧力矩的影响曲线,并进行分组试验,对比了材料分别为30CrMnSiA和GH2132时,尺寸规格分别为M4、M5和M6盲孔镶嵌自锁螺母的锁紧性能。试验结果表明,随着收口量的增大,锁紧力矩呈上升趋势,并且相同尺寸规格的盲孔镶嵌自锁螺母,材料为30CrMnSiA时的锁紧力矩大于材料为GH2132时的锁紧力矩,其锁紧性能更加优异。当收口量为0.22 mm时,材料为30CrMnSiA的M4、M5和M6盲孔镶嵌自锁螺母的最大锁紧力矩均满足相关标准要求。

多种收口因素对GH738自锁螺母力矩衰减速度的影响研究

为研究多种收口因素对GH738自锁螺母锁紧力矩衰减速度的影响规律,制定针对性的改进措施,采用分组试验的方法对比分析了螺母收口方式、锁紧段壁厚、收口量大小3种因素组合作用时螺母锁紧力矩衰减速度的情况。结果表明:采用三点收口方式、增大收口段壁厚、增大收口量总体上均可以提高螺母的拧出力矩值。对于MJ8螺母,采用上述收口工艺后螺母拧出力矩衰减程度由43.2%下降到17.9%,但对于规格MJ6及以下的螺母,采用三点收口工艺时螺母锁紧性能衰减速度对锁紧段壁厚变化敏感,表现不稳定。

普通螺母及自锁螺母对螺栓标定特征曲线的影响

采用纵波法并使用自制的内螺纹夹具,分别选择普通螺母和自锁螺母来标定螺栓,通过不同的拧紧策略和标定方法,分析普通螺母和自锁螺母标定螺栓特征曲线的差异。结果表明:采用普通螺母和自锁螺母标定螺栓因方法不同会获得不同的标定特征曲线,自锁螺母的锁紧扭矩使螺栓温度升高导致超声波声时差增加,因此获得的标定特征曲线会平行右移。