基于超声纵横波原位法的螺栓预紧力检测研究

针对超声纵横波的螺栓预紧力原位测量精度受几何层面和材料层面因素的影响,通过声弹力学的理论推导,提出了基于形状因子和材料因子的螺栓预紧力超声原位检测模型,并对多种规格、等级、厂商的螺栓的形状因子和材料因子的影响进行试验。结果表明,本测量方法具有较高的拟合度,且可将形状因子λ<0.3作为适用条件。由此得出,通过测量验证了理论推导的正确性,定量地获得了各种因素对测量精度的影响范围,为建立纵横波虚拟标定曲线算法和数据库提供了坚实的基础。

基于扭矩法和超声法检测螺栓预紧力的误差分析

文中分析了螺栓预紧力测量中的扭矩法和超声法的检测精度。基于扭矩法和超声法的检测原理,设计出检测装置,采用这2种方法对同类型紧固螺栓的预紧力进行了测量分析,并根据测量结果,分析了采用扭矩法和超声法测量紧固螺栓预紧力的测量误差。结果表明,在实验室环境下,与扭矩法相比,采用超声法测量螺栓预紧力的误差更小。

阀门螺栓预紧探讨

螺栓连接是阀门承压件之间使用最广泛的连接方式,介绍了米制螺栓和美制螺栓的使用原则,简述螺栓预紧润滑的注意事项。分别从螺栓预紧的理论计算、拧紧工具、拧紧步骤和扭矩控制几方面着手,参考相关标准的可靠性要求,介绍了一种螺栓预紧方法。

温度变化对法兰螺栓预紧力影响研究

为了分析温度变化对螺栓预紧力的影响,基于元件刚度建立了反映两者相互关系的数学模型。采用不同螺栓材料B8M、XM-19及35CrMo钢等对法兰螺栓连接系统的预紧力与温度变化的关系进行了理论计算,并与FEM仿真曲线进行了对比。结果表明:螺栓材料B8M、XM-19大于等于法兰与螺母材料FXM-19的热膨胀系数时,预紧力随温度降低呈线性递增,反之线性递减。螺栓材料35CrMo小于法兰、螺母材料FXM-19的热膨胀系数时,预紧力随温度降低呈线性递减,反之线性递增。理论公式与FEM仿真曲线相比误差在0.00%~6.72%以内。

螺栓预紧力对转子动力学特性影响的研究

螺栓连接被广泛应用于航空发动机转子的连接结构中,螺栓预紧力对转子动力学特性的影响是螺栓预紧力设计需考虑的要素之一。为获取螺栓预紧力对转子动力学特性的影响规律,建立了螺栓连接结构有限元模型,通过Ansys Workbench软件对螺栓连接结构进行仿真计算,对安装边螺栓连接结构施加不同百分比的螺栓预紧力,计算螺栓连接安装边拉伸刚度的变化情况;利用层单元法建立能够模拟不同螺栓连接刚度的转子模型,分析了螺栓预紧力对临界转速的影响;搭建了转子动力学实验装置,对转子临界转速仿结果进行验证。结果表明:在其他工况条件相同的情况下,当螺栓预紧力增大时,安装边螺栓连接结构的拉伸刚度呈线性增大,进而引起转子临界转速增大。

法兰螺栓紧固力矩及螺栓预紧力研析

文章综合对比目前主流的两种法兰螺栓紧固力矩的计算方法,并分析计算方法中选取的参数对实际法兰螺栓预紧力的影响。在此基础上给出法兰设计过程中,螺栓预紧力的实际可推荐范围,并分析法兰设计中设计人员预设的螺栓预紧力与施工实际的螺栓预紧力不同时,对法兰密封的影响,以期为使法兰安装能够符合设计要求提供一种设计思路。

螺栓预紧力对上舵承的强度影响分析

船舶平面摩擦上舵承通常配备止推块及紧固螺栓(或紧固螺柱),用于承受由舵叶水动力引起的径向载荷。紧固螺栓可承受径向载荷值与螺栓预紧力值成正比关系,在径向载荷不变的情况下,通过调整螺栓预紧力值可改变螺栓可承受径向载荷值,进而对上舵承本体及止推块强度产生影响。本文以2 600 TEU集装箱船上舵承为实例,使用软件Solidworks/Simulation模块对不同螺栓预紧力下的上舵承强度展开分析,确定适用于本船上舵承螺栓预紧力范围。本文仿真分析的方法和结果,为类似上舵承螺栓预紧力分析提供了很大的参考价值。

螺栓预紧力超声波测量方法及应用

螺栓预紧力是影响螺栓连接可靠性的关键因素之一,直接准确测量螺栓预紧力具有重要的应用价值。文章首先基于声弹性效应原理,从理论上研究超声波传播速度与螺栓轴向应力的关系,建立螺栓预紧力与超声波声时差的标定关系;其次分析超声波测量螺栓预紧力的影响因素;最后给出螺栓预紧力超声波测量方法和应用案例。采用MC900超声波测量分析仪完成某车型仪表板横梁与车身螺栓的预紧力衰减监测,满足整车耐久可靠性要求。研究结果表明,超声波预紧力测量技术可以很好地监测整车耐久路试过程中螺栓连接点的预紧力变化趋势,为验证螺栓拧紧力矩设定合理性和解析力矩衰减质量问题提供试验依据。

车用柴油机缸孔在缸盖螺栓预紧力下变形的数值模拟与试验研究

建立了493车用柴油机缸孔变形的整体接触关系模型,提出了缸盖垫的非线性组合模型及缸套圆环模型。对缸孔在缸盖螺栓预紧力下的变形进行数值模拟,并在相同状态下进行静态测量。模拟结果表明:对于4缸柴油机而言,第二缸与第三缸变形的方向和大小均相似,而第一缸与第四缸则各不相同。静态测量结果显示:各横截面的变形趋势及最大变形位置与模拟结果基本相同,变形值误差为3%～12%。采用模拟计算和试验测量相结合的方法,可以获得缸孔变形的全面信息,为优化结构设计提供依据。同时也可对模拟模型和边界条件的正确性进行标定和验证。

强脉冲载荷作用下端盖法兰结构的螺栓预紧力设计方法

为研究承受强脉冲载荷的端盖法兰结构的螺栓预紧力设计方法,利用实验室霍普金森杆平台,基于液压原理设计了一套实验装置,并结合数值模拟结果,对强脉冲载荷下端盖法兰结构的动态响应进行研究。通过研究发现:由预紧力和脉冲载荷引起的螺栓总拉伸应变随载荷峰值变化的曲线上存在最小极值点,并总结了最小极值点随载荷峰值、载荷脉宽的变化规律,为强脉冲载荷下法兰结构和预紧力设计提供了依据。

螺栓预紧力对输电杆塔强度的影响

针对实际线路段,利用ABAQUS软件建立塔线耦合体系有限元模型,数值模拟该塔线体系在典型荷载作用下的应力和变形。根据现场倒塔情况,建立杆塔破坏局部区域三维实体模型,并与其它部分杆梁模型连接得到杆塔整体有限元模型。三维局部区域模型考虑了螺栓和连接板之间的连接细节、螺栓预紧力、螺杆和螺孔之间的间隙等。进而数值模拟研究螺栓预紧力大小对螺栓的滑移和杆塔构件应力的影响。结果表明,过小的预紧力会导致螺栓产生明显滑移,增大螺栓和杆塔构件的应力,因而螺栓预紧力不足可能是导致杆塔破坏的主要原因之一。

含螺栓预紧力的汽车钢圈强度分析

考虑到螺栓预紧力对汽车钢圈的弯曲强度有一定影响,采用了预紧力单元与节点耦合相结合的方法,在有限元软件中建立了钢圈含螺栓预紧力作用的有限元模型,并利用Von Mises公式进行了强度分析,最后将分析结果与实验结果进行了比较。结果表明含螺栓预紧力作用的有限元模型较好地反映了汽车钢圈的真实工况。

深水法兰连接机具螺栓预紧方法及装置研究

随着陆地和浅水油气资源的日益枯竭,急须开发深水油气资源以满足国民经济发展对能源的需求。法兰螺栓连接是深水管道连接的常用方法,也是深水管道回接必须攻克的难点。深水法兰连接机具是应用于深水管道法兰连接的一种专用设备,确定深水法兰连接机具的螺栓预紧方法对开发设计深水法兰连接机具具有重要意义,通过对比几种常用的螺栓预紧方法,确定了适用于深水的螺栓预紧方法,并设计了一种深水工作的螺栓预紧装置。该研究成果对机具的进一步开发,促进我国深水作业设备发展和提高我国深水管道连接技术具有一定意义。

压力管道与容器密封结构螺栓预紧载荷确定方法的探讨

基于对ASME规范与EN1591-1中螺栓法兰接头设计计算方法的比较,分析了确定螺栓载荷中存在的问题。通过有限元分析,计算接头各元件柔度,并建立密封结构的载荷-变形曲线,从而提出了确定合适的螺栓预紧载荷的方法。

基于虚拟材料方法的螺栓预紧力模拟的研究

螺栓的预紧力是影响螺栓连接面力学特性的一个重要的因素,在精度需求较高的含螺栓连接的有限元分析中,需要考虑螺栓的预紧力。运用虚拟材料方法模拟模态分析中的螺栓预紧力,首先根据结合面的参数计算各个预紧力下的虚拟材料属性,在有限元软件中建立含虚拟材料连接面的模型,仿真得到螺栓连接板件的固有频率和振型。仿真结果跟模态实验结果一致,验证了采用虚拟材料方法模拟螺栓预紧力的有效性,为装配体的有限元建模提供了途径。

螺栓预紧力下的应力分析

针对联接件中螺栓预紧力产生的应力分布情况,利用Hypermesh建立实体螺栓有限元模型,通过建立预紧力截面施加预紧力,利用Abaqus求解得到仿真结果。仿真结果表明,由预紧力生成的应力分布在螺栓附近,其余部分基本不产生应力,且应力最大值出现在螺栓与联接板接触区;同时分析了联接板结合面上的应力分布。

螺栓预紧力对大型双排四点接触球轴承载荷分布的影响

通过采用超单元法模拟滚珠-滚道接触,用等效梁法模拟螺栓,得到大型双排四点接触球轴承有限元简化模型,再与不加螺栓有限元算法以及理论算法对比,验证该模型的正确性,并利用此方法分析螺栓预紧力对轴承载荷分布的影响。研究表明:随着均布螺栓预紧力的增加,滚珠-滚道最大接触载荷先降低后小幅增加;非均布螺栓预紧力使滚珠-滚道接触载荷波动加剧;内、外圈螺栓预紧力差异使上、下排滚珠-滚道接触载荷差异增大。

有螺栓预紧力的T型连接初始刚度计算方法

为深入了解螺栓预紧力对T型连接初始刚度的影响,基于连续梁模型对有预紧力时不考虑和考虑螺栓抗弯刚度的T型连接初始刚度计算方法进行了研究,给出了其初始刚度的计算公式.对影响T型连接初始刚度的翼缘厚度和螺栓位置进行了参数分析,得到不同参数对有预紧力T型连接初始刚度的影响规律.研究结果表明,随着螺栓轴线至翼缘边缘距离的增大和翼缘厚度的减小,螺栓抗弯刚度对连接初始刚度的影响逐渐增大.对于有螺栓预紧力的普通钢T型连接,考虑螺栓抗弯刚度时初始刚度的计算结果较不考虑时提高约6%;但对于有螺栓预紧力的高强钢T型连接,考虑螺栓抗弯刚度的计算结果较不考虑时提高约30%.因此,对于有螺栓预紧力的高强钢T型连接,计算其初始刚度时不可忽略螺栓的抗弯刚度.

串联增强型电磁轨道炮螺栓预紧封装性能分析

为了研究螺栓连接预紧方式的串联增强型轨道炮的身管封装性能,从电磁场的角度出发,计算了电磁轨道炮发射时导轨中的电磁力,进而得到了身管应力、应变和位移量。建立三维串联增强型电磁轨道炮离散预紧身管模型,计算了在一种斜坡电流激励条件下导轨的应力、应变和位移量的变化规律,以及身管封装部件应力、应变及位移的变化规律。从计算结果看出,在螺栓预紧条件下,导轨及身管处于一定初始位移及应力、应变下,随着电流的逐渐增大和作用时间增大,各参量也逐渐增大,且呈现明显的波动状,导轨的位移在螺栓位置有明显的下降趋势。身管部件的最大位移量远小于导轨的位移量,保证了与导轨的接触,也在一定程度上控制了导轨的最大位移量,对身管的封装性能有积极的作用。

确定法兰螺栓预紧力的EN法与Waters法对比研究

为了验证不同方法计算所得的螺栓预紧力能否满足密封性要求,选取2种不同尺寸和工况的管法兰-螺栓-垫片模型,进行有限元分析。运用ANSYS Workbench有限元软件建立三维模型,施加温度载荷后得到法兰系统的温度场分布。根据EN13445附录G和Waters方法确定了螺栓预紧力,分别作为初始预紧力施加在对应的管法兰系统上并进行热-结构耦合。对预紧工况和操作工况下的法兰系统进行模拟分析,并对其密封及其强度性能进行评定。结果表明:通过EN法和Waters法计算所得的螺栓预紧力,均能使法兰系统满足密封条件且符合安全评定要求;但EN13445附录G方法确定的螺栓预紧力能保证应力在法兰上更均匀地分布,且应力水平更低;EN13445附录G方法在计算时考虑了整个法兰连接接头的密封要求及其强度要求,相较于Waters法考虑情况更加全面。