Solidworks软件中螺纹结构的创建与分析应用

螺纹是生产中很多零件上常见的连接及密封结构,零件上螺纹结构的三维建模,在SolidWorks软件有不同的方法,而运用不同方法创建螺纹时,在零件的建模、装配、生成工程图及3D打印中又会产生不同的效果。论文根据多年使用Solidworks软件的经验,总结了Solidworks软件中螺纹结构的不同创建方法及使用情况分析。

分段拖动绘制螺纹结构图

根据机械制图螺纹连接件的比例画法 ,采用分段拖动法绘制内外螺纹及其连接图 ,用Visual LISP语言编程 ,为 Auto CAD增加绘制螺纹连接件的命令 ,弥补了绘图软件中不足 。

基于有限元分析的钛合金椎弓根螺钉螺纹结构优化

钛及其合金因其优异的力学性能和生物相容性而被用于制作椎弓根螺钉。然而椎弓根螺钉松动会威胁内固定系统的稳定性,严重时需要进行二次手术,增加医疗成本及患者负担。最大拔出力是评价螺钉固定能力的常用指标,合理设计椎弓根螺钉结构参数可以有效地增大其拔出力。采用有限元分析的方法模拟钛合金椎弓根螺钉的拔出过程,对螺钉头部施加1.8 mm的轴向位移,记录其拔出载荷与位移,探讨螺钉结构参数对其最大拔出力的影响。结果表明:螺钉结构参数中螺钉外径对拔出力的影响最大,螺纹深度的影响最小;在椎弓根螺钉选型时尽量选择较大的螺钉外径、较小的螺距以及适中的螺纹深度。

喷嘴内螺纹结构对射流破裂长度的影响

使用高速相机研究了喷嘴螺纹结构对液体射流破裂长度的影响。采用5种不同直径(4.00、4.80、7.50、8.75、10.80 mm)的喷嘴进行实验,螺纹深度范围0.40~1.25 mm,液体射流雷诺数范围500~22600。实验结果表明:当雷诺数小于1600时,液体射流破裂长度随着雷诺数的增加而增加,喷嘴螺纹结构对液体射流破裂长度的影响较小;随着雷诺数的增加,液体射流破裂长度先增加后减小,喷嘴螺纹结构的影响显著,带螺纹结构喷嘴的液体射流破裂长度小于光滑喷嘴的液体射流破裂长度;当雷诺数大于7000时,液体射流破裂长度随着雷诺数的增加而增加,喷嘴螺纹结构继续促进液体射流破裂长度的减小;同时,实验结果还表明喷嘴螺纹结构对小直径(直径小于5 mm)喷嘴的影响更显著。最后,以量纲为一螺纹深度、雷诺数和韦伯数为参数建立了液体射流破裂长度预测关系式。

锚杆螺纹结构与扭矩-预紧力转化关系试验研究

锚杆预紧力是锚杆发挥其主动支护效果的关键。为提高矿井巷道支护锚杆的预紧力,研究了螺纹螺距、牙高、形状对锚杆扭矩-预紧力的转化关系规律;选取了不同锚杆螺纹螺距、螺纹牙高、螺纹形状,通过试验研究螺纹结构对锚杆扭矩-预紧力转化的影响。结果表明:螺纹螺距越大,螺纹牙高越大,锚杆扭矩-预紧力转化率越低;三角形螺纹锚杆的扭矩-预紧力转化率较高。矿井巷道使用锚杆时,为提高锚杆扭矩-预紧力转化效果,可以选取螺纹螺距1.0mm、螺纹牙高0.2mm、螺纹形状为三角形的锚杆。

瓶盖注射模退螺纹结构设计

对药瓶盖螺纹塑件的工艺要求进行了分析,确定了药瓶盖注射模退螺纹结构设计方案。对开模顺序、退螺纹结构、成型螺纹、排位、牙套齿轮齿条退螺纹结构设计进行论述,并对螺纹牙套定位方式以及注意事项进行了说明。

螺纹结构联通节的设计与应用

在总结隔爆电控箱设计经验的基础上,依据GB 3836—2010相关标准规定,分析电缆引入装置的结构特点,本着结构简单、操作方便快捷的原则,设计出螺纹结构的联通节及封堵件,并应用于生产,解决了狭窄空间中电缆走线方向不易变更的问题,顺利实现了空间的合理分配。螺纹结构联通节及封堵件的使用,在保证箱体隔爆性能的同时,兼顾了整机的格局,更好地满足了设备的走线需求,达到了节约空间、降低生产成本,提高装配效率的目的。

压力容器承压件中螺纹结构的强度计算

压力容器常用的螺纹结构,其设计不当会造成灾难性的破坏。分析了高压螺纹发生事故的原因,并给出了不同螺纹结构的强度计算公式及应力控制条件。

CNG储气井完整且含缺陷螺纹结构有限元分析

储气井井筒由井管和接箍通过螺纹连接组成。由于螺纹部分的结构特点,当其承受扭矩与内压双重载荷时,应力水平高而且受力情况复杂。在定期检验中发现一些储气井螺纹部位存在螺纹划伤等缺陷,因此有必要对完整且含缺陷螺纹结构进行分析研究。通过有限元模拟方法,对完整且含缺陷螺纹螺旋结构进行了三维实体建模及有限元分析,得出以下结论:(1)完整螺纹结构的最大应力值出现在井管螺纹处,且越靠近井管螺纹末端,应力值越小;(2)含缺陷螺纹结构的最大应力值大于完整螺纹结构的最大应力值,最大应力值出现在井管缺陷处,且越靠近井管螺纹末端,应力值越小;(3)储气井螺纹结构的局部划伤等缺陷会一定程度上增大螺纹缺陷处的局部应力,但对结构整体强度影响不大;(4)储气井螺纹结构的局部划伤等缺陷会一定程度上增大疲劳损伤,但结构仍满足疲劳要求。

高压反应釜螺纹式快开结构强度分析

为了解决工程中常用的卡箍式及齿啮式快开结构反应釜难于满足介质操作过程中均温性要求的问题,笔者设计了一种均温性能良好的螺纹式快开结构反应釜装置,用于热塑性聚氨酯弹性体(thermoplastic polyurethane elastomer,TPU)材料生产以提高其生产质量。分别建立平盖、碗形盖和凸形盖3种快开结构有限元模型,分析螺纹应力分布情况并进行设计压力工况及热-力耦合工况的应力强度评定。结果表明:3种快开结构的筒体端部内螺纹根部应力整体高于釜盖外螺纹,其应力均随着螺纹扣数增加而减小;2种工况下3种快开结构的最大应力均出现在第1扣螺纹根部,当考虑温度载荷影响时,热应力分别增大了13.97%,9.30%和4.79%,应力和疲劳强度均满足要求。对比表明凸形盖螺纹式快开结构承压承温的综合性能较好。

横向振动载荷下有无螺纹配合间隙对连接松脱性能的影响

分别对无间隙和有间隙的M10×1.5螺栓连接结构建立有限元模型,采用有限元数值模拟的方法研究横向振动载荷作用下螺纹连接配合间隙对螺纹牙根部应力和预紧力的影响规律。结果表明:在螺栓连接预紧水平0.5σ_(s),横向振动载荷振幅0.6 mm,频率10 Hz工况下,有间隙的M10×1.5的螺栓连接结构在0.8~0.9 s,3.8~3.9 s,6.8~6.9 s3个不同周期内螺纹牙根部应力大于无间隙螺纹牙,9.8~9.9 s周期内螺纹牙根部应力小于无间隙螺纹牙。螺栓和螺母螺纹牙根部应力之间存在相位差,预紧力更容易开始发生下降。间隙的存在重新分配螺纹牙之间应力的分布,为应力的释放提供空间。

钻杆接头螺纹结构形式的有限元分析

钻杆接头是钻杆失效的主要部位,而影响接头受力的主要因素为接头螺纹。利用ANSYS有限元软件对螺纹的三种主要形式(台肩、锥度以及牙型)作了分析比较,为千米钻机钻杆的设计提供了重要的参考依据。

核电设备中螺纹联接结构的松动、损伤机理

根据核电设备结构中的动态力学环境，从宏观和微观力学分析上提出了在振动环境中螺纹联接结构的松动机理，并用微动损伤理论解释了螺纹面的咬死、粘着磨损、产生微裂纹、螺牙断裂等现象，得出了在振动环境中，螺纹联接结构必然存在松动的趋势，即螺纹副自锁性将失效的结论。

超声导波对含螺纹连接结构管道损伤检测研究

为研究超声导波对含螺纹连接结构管道损伤检测规律,建立了基于L(0,2)模态超声导波的管道检测模型,并通过实验验证了模型的准确性。在管道模型的轴向中心处添加了55°标准管螺纹结构,并在其后方预置了不同规格的损伤,研究结果表明:对于不同周向长度的通透型环状损伤,在螺纹结构的影响下,其仍能对损伤进行准确定位,相对误差为1.3%;随着损伤长度的增加,损伤检测信号的幅值逐渐升高,当损伤长度达到管身周长的1/4时,损伤信号的幅值超过螺纹结构;对于周向长度固定为管身周长的1/2,而厚度为周长1/5的损伤,其信号幅值远小于螺纹结构信号,无法有效识别;随着厚度的增加,损伤信号幅值逐渐升高,直至超过螺纹结构信号。

抽螺纹后翻盖扣合注射模结构设计

针对瓶盖产品生产,产品在不取出模具的时候,将外盖自动盖合在内盖。设计出了抽螺纹结构和自动翻盖扣合装置,按照合理的脱模动作顺序,最后完成了产品的成型要求。模具结构合理可靠,在没有人工干预的前提下,用自动扣合外盖装置,实现了自动化生产,生产效率高。

螺纹连接结构横向松动寿命预测及影响因素研究

螺纹紧固件的连接结构广泛应用于工程结构中,发展一种高效的紧固性能预测模型对保障连接结构服役可靠性有重要意义。本文基于Junker试验结果标定之后的精细化数值模型研究了不同因素对螺纹连接结构横向松动寿命的影响;提出了基于预紧力、横向力、螺纹面摩擦系数的旋转松动刚度拟合关系式,并由此初步提出线性的松动寿命预测函数。结果表明:本文所建立的精细化数值模型预测的衰退规律与试验结果相互吻合。横向力与预紧力对旋转松动刚度的影响是单调递减的;螺纹面摩擦系数对旋转松动刚度的影响是单调递增的。采用线性的松动寿命预测函数评估螺纹连接结构服役寿命具有较高精度,可为连接结构领域设计人员定量评估结构服役寿命提供参考依据。

螺纹连接结构松动分析方法研究

松动破坏是螺纹连接结构的主要失效方式之一,与材料的疲劳断裂在过程、表象上有许多相似之处。通过对比螺纹连接结构松动过程与材料疲劳断裂过程的异同点,基于疲劳分析的理论与方法,本文提出一套松动分析的理论与方法,为后续深入研究提供思路和参考。

螺纹联接结构密封材料应用研究

提出了一种适用于固体火箭发动机 (SRM)的新型密封结构 ,并对应用于特定尺寸的螺纹联接结构方式、胶种选择进行了研究。通过压力、高低温循环等大量的试验和理论分析表明 :采用填充密封胶的螺纹联接密封结构具有优异的密封性 ,适宜在固体火箭发动机环境中应用。

钻杆旋转台肩螺纹连接结构粘结失效影响因素分析

旋转台肩螺纹连接结构粘结失效是钻杆主要的失效形式之一,发生位置包括内外螺纹连接部位及其旋转台肩。分析认为:粘结失效的本质是旋转台肩螺纹连接结构局部位置接触应力过大,使得金属材料局部屈服和流动,这种金属流动的放大过程导致了粘结事故的发生。粘结失效事故发生是非常复杂的,与钻杆材料、螺纹参数,涂镀层、螺纹脂、上卸扣操作等多方面因素相关,这些因素在不同的组合条件下发挥着不同的作用,且都会对螺纹结构的粘结失效造成一定的影响。为了减少钻杆旋转台肩螺纹结构粘结失效事故的发生,建议严格规范钻杆旋转台肩螺纹连接结构的检验和使用。

基于螺纹连接结构工作载荷的螺母优化设计

针对螺母设计选用相关标准及Alexander理论存在的设计冗余问题,本文通过获取螺纹连接结构的实际工作载荷,综合考虑螺栓和螺母的工作载荷、抗拉强度、结构尺寸、强度比、螺母扩张、螺纹弯曲影响等因素,实现螺母的优化设计,为结构和成本的降低提供理论依据和验证方法。