双螺母防松螺栓拧紧过程的理论与仿真研究

工程中双螺母防松是一种常见的螺栓连接防松形式。为研究双螺母螺栓拧紧过程中的力学性能,考虑螺纹柔性的影响,建立了双螺母螺栓连接的力学模型,对螺纹的受力进行了分析,推导并给出了螺栓杆轴力和螺纹表面接触应力的计算方法,研究了螺纹接触应力的分布规律,以及上下螺母拧紧力矩配比对螺纹接触状态的影响,建立了螺栓预紧力与上下螺母拧紧力矩的关系,分析对比了螺栓规格、螺母厚度配比对螺栓杆轴力分布、接触应力的影响规律。建立了双螺母螺栓的精细化有限元模型,并将仿真结果与理论结果进行了对比验证,结果发现该文推导给出的螺栓杆轴力计算方法与有限元结果吻合很好。

拧紧力矩配比对双螺母螺栓连接松动过程影响的实验与仿真

工程中双螺母防松是一种常见的螺栓连接防松形式,不同的拧紧力矩配比对其松动过程及防松效果产生的影响不同。通过横向振动试验对比了单、双螺母节点的耗能能力,通过实验对比不同拧紧力矩配比下双螺母螺栓预紧力的实验结果与理论结果,针对横向载荷作用下双螺母螺栓连接节点,建立了考虑螺纹的精细化有限元模型,得到不同拧紧力矩配比下连接节点的螺栓夹紧力变化、滞回曲线、刚度退化系数、耗能能力、螺纹接触状态以及螺栓塑性变形,多方面分析拧紧力矩配比对螺栓连接节点松动过程的影响,综合对比给出其影响规律,并给出最佳拧紧力矩配比,有助于优化双螺母螺栓的设计,提升双螺母螺栓的防松效果,为后续的研究与应用奠定基础。

桥梁施工中钢抱箍滑移原因与防滑措施研究

为研究桥梁施工中钢抱箍滑移原因并提出针对性的应对措施,对钢抱箍受力进行理论分析。针对钢-混界面进水及螺栓施拧不足造成的滑移,进行钢-混界面摩擦系数和螺栓拧紧力矩系数测试及定量分析,根据测试结果并结合现场经验提出钢抱箍防滑措施。结果表明:实测干燥状态下钢-混界面的静摩擦系数为0.62,大于常用设计值(0.3~0.4),钢抱箍偏安全;界面润湿后,静摩擦系数有所降低,但仍高于常用设计值,说明钢-混界面进水会降低钢抱箍承载能力,但降低程度还不足以导致钢抱箍滑移。螺栓拧紧力矩系数取值不当是钢抱箍滑移的主要原因,拧紧力矩系数常用设计值仅为测试值的1/1.7~1/3.6,偏不安全;拧紧力矩系数取值跟螺栓轴线与承压板法线间的夹角有关,建议现场对其进行实测,以保证螺栓预紧力与设计相符。钢抱箍设计时,摩擦系数可偏安全地取0.45,螺栓拧紧力矩系数可在参考范围内取大值,并结合1.5~2.0的安全系数确定螺栓数量,以避免钢抱箍滑移。

不同参数条件下双螺母螺栓连接松动过程的实验研究

针对工程中常见的双螺母螺栓连接,建立了螺栓上下螺母拧紧力矩与预紧力之间的关系,并验证了其正确性,通过横向振动实验得到了不同参数条件下双螺母螺栓连接剩余预紧力的百分比,分析了在横向载荷作用下振动幅值以及上下螺母拧紧力矩配比对双螺母螺栓连接松动的影响,给出了双螺母螺栓连接中上下螺母的最佳拧紧力矩配比,分析了双螺母螺栓连接螺纹磨损机理。

某核电厂18PA6B柴油机发生连杆螺栓断裂事故失效原因分析与研究

某核电厂备用柴油发电机组A列按计划执行设备季度试验(满功率试验)过程中,A8缸活塞连杆螺栓断裂,连杆飞出击破A8缸曲轴箱盖板,伴随大量润滑油及冷却水泄漏,现场人员立即紧急停机干预,柴油发电机停机。针对此次事件,该文结合事故后受损零部件的检验报告开展连杆螺栓断裂原因分析,其中A8-1和A8-2连杆螺栓分别有1处和2处断口,A8-1连杆螺栓断口和A8-2连杆螺栓断口1的断口形貌均为双向弯曲疲劳断裂,A8-2连杆螺栓断口2的断口形貌为弯曲过载断裂。通过断口形貌及柴油发电机运行情况,可以判断出连杆螺母松退导致A8-1和A8-2连杆螺栓断口1发生双向弯曲疲劳断裂,从而引起其他部件损坏。最后,为避免该类型事件发生,提出一些建议。

爆炸螺栓解锁信号输出装置设计改进

目的对爆炸螺栓解锁试验中出现的解锁反馈装置工作故障现象进行虚拟复现,定位故障原因,进而提出改进方案。方法综合利用CREO软件和ABAQUS软件,建立解锁信号输出装置有限元模型,利用有限元计算方法开展动力学仿真分析,对爆炸螺栓解锁时的解锁信号输出装置高速动作过程进行模拟,评估关键结构的刚度与强度状况,进而定位装置故障原因。结果基于故障原因,提出组合式双螺母结构形式,改善解锁信号输出装置整体的受力状态,提升结构在高冲击载荷环境下的可靠性,并通过爆炸螺栓解锁试验进行了实际验证和效果评定。结论有限元计算方法能够对解锁信号输出装置故障原因进行虚拟复现,且改进后的装置结构形式合理可行。

某抽水蓄能电站顶盖联结安全性复核

通过对某抽水蓄能电站提升预紧力后的顶盖螺纹联结结构的强度复核,现有顶盖螺栓的预紧安全系数、夹紧力安全系数和螺栓材料安全系数均能满足要求,螺母的强度不能满足预紧要求。本着同螺栓有较好匹配原则,重新选用的螺母强度符合按照ASME分析设计原则校核的强度要求。由于现有顶盖的强度偏低,需在顶盖和螺母之间增加一个20mm厚的垫圈。座环内螺纹的强度也满足要求。提升预紧力需要更换螺栓和螺母,该电站机组已经安全运行一个大修周期,进一步提升预紧力的必要性值得探讨。

反应堆压力容器主螺栓螺母全自动清洗设备

设计一种反应堆压力容器主螺栓、螺母同步全自动清洗设备,可以实现核电站压力容器主螺栓、螺母的拆卸、清洗,风干、上油及回装等功能。设备采用卧式结构,通过螺栓倾翻机构将立式螺栓置于水平位置,通过螺栓辅助支撑机构、螺母快速拆卸和安装机构拆卸螺栓上的螺母,以及螺栓、螺母同步全自动清洗、风干和上油工作。采取自动和手动两种控制模式,可以实时切换。设置安全保护功能实现异常状态下应急控制,保护螺栓、螺母不受损伤。

螺栓螺母全自动装配单元的设计及应用

基于螺栓螺母装配作业流程,结合少人化的设计理念,设计了螺栓螺母全自动装配单元,并对其中的电控系统、输送料装置、拧紧装置、检测装置、出料装置、工装部件等结构进行了系统的论证和研究,实现了螺栓螺母的智能化装配。同时围绕五个创新点和解决两个核心问题,突出全自动装配单元的高速和稳定性,达到了提高作业效率和装配质量的目的。

拉压剪切组合载荷作用下输电塔顶防松螺栓的设计与研究

在架空输电线路中,输电塔塔顶螺栓在风载作用下容易发生松动,输电塔塔顶螺栓连接结构的主要受力形式为轴向拉压载荷及横向剪切载荷。针对这一现象,文中提出了一种使用铝合金双面凹凸垫圈和当量摩擦角大于螺纹升角的自锁双螺母的组合防松螺栓。对3种不同组合的防松螺栓即分别为使用不同平垫圈材料、不同垫圈形状和不同材料凹凸螺母的自锁双螺母的组合防松螺栓进行仿真研究,分析3种不同组合防松螺栓的防松性能,提出组合载荷作用下输电塔塔顶螺栓的防松性能规律,设计出最优组合防松螺栓,并应用到输电塔。结果表明:在10级风作用下,使用铝合金两面凹凸垫圈和当量摩擦角大于螺纹升角的自锁双螺母组合防松螺栓有着最佳的防松效果。

螺栓紧固件参数化有限元建模平台及有限元分析

由于螺栓紧固件复杂的螺旋线几何形状,在开展有限元分析时,网格划分过程较为烦琐且难以保证单元质量。螺栓紧固件不规则的网格划分往往会导致数值模拟时螺纹副之间的接触计算不宜收敛,因此提出一种螺栓紧固件有限元参数化建模方法。该方法通过螺旋线解析公式参数化建立螺栓紧固件的有限元模型,使得螺栓外表面和螺母内表面的接触区离散节点之间能够精确配对,在接触定义和接触计算时大大提高数值收敛性。建模平台依靠参数化精确建模的优势,能有效解决螺栓紧固件数值计算时接触非线性难以收敛的难题。为了针对不同型号的螺栓紧固件能够进行快速有限元建模,基于Qt开发平台和OpenGL理论,根据螺纹紧固件连接设计标准,建立了基于C++编程语言的螺栓螺母有限元参数化建模平台。通过使用建模平台生成的螺栓紧固件有限元模型开展有限元数值分析,将数值计算结果与解析的计算结果进行对比得出,具有良好的一致性,进一步验证了建模方法的正确性和建模平台的有效性。

联合循环机组汽轮机液压螺栓螺母脱落事件分析和处理

某联合循环机组汽轮机轴承盖振异常,威胁机组安全稳定运行,影响电网调度的灵活性。通过振动特征分析及现场实际测试,确认了振动的真实性。基于经验及紧急排查,排除了大轴弯曲。通过振动趋势分析以及盘车状态下全面排查,排除了汽流激振与轴系动平衡不良,表明缸内发生较重的转动部件松脱的可能性很小。基于低压缸特征通流面积法和汽缸进汽流量-进出口压差算法,预判低压缸内部通流间隙无变化。停止盘车后,揭开轴承箱护罩,发现汽轮机低-发联轴器有一个液压螺栓的螺母脱落。更新液压螺栓与螺母并加大紧力后,起机非常顺利。这验证了液压螺栓的螺母脱落是引发轴承盖振大的直接原因。随后深入讨论了液压螺栓螺母脱落的根本原因,确定了处理措施,提出了改进建议。

火力发电厂高温螺栓检验探讨

针对火力发电厂高温螺栓检验过程中发现的螺栓和螺母硬度、螺栓冲击韧性及20Cr1Mo1VNbTiB钢金相检验等几个方面存在的问题,提出标准DL4382000与DL43991对螺栓硬度要求应统一,新螺母应进行硬度检验并与相应的螺栓配对编号使用等建议,希望在标准修订过程中予以考虑。

重卡螺栓连接扭矩-预紧力关系影响因素分析

为了提高重卡装配载荷的一致性水平,开发了一种高精度螺栓装配连接试验台,可模拟不同材料及规格的螺栓装配过程,实现扭矩法、扭矩转角法和屈服点控制等拧紧策略,并实时检测螺栓扭矩和预紧力的变化。试验设计方法规划了6因素2水平螺栓拧紧试验方案,系统研究了6个因素(被连接件材料、螺栓等级、垫片等级、润滑状态、表面形貌及拧紧速度)对扭矩-预紧力关系(扭矩系数)的影响规律,并通过统计学理论分析了各因素的显著性和部分因子的交互作用。试验结果显示:表面粗糙度和被连接件材料为扭矩系数的显著影响因子,被连接件材料与螺栓等级、被连接件材料与润滑情况的交互作用对扭矩系数也有较大影响,扭矩系数随着重复拧紧次数的增加急剧减小,当拧紧次数超过4次时,扭矩系数趋于稳定。该研究优化了螺栓装配工艺,从而给出提高重型卡车装配预紧力一致性的合理建议。

基于门控图神经网络的栓母对知识图谱构建与应用

由于电网规模增长,直升机、无人机巡线的大量应用,产生的航拍图像数量剧增,其中螺栓的缺陷因数量众多和体积较小,故由输电线路螺栓缺陷引发的事故频频发生。另外,现有输电线路螺栓缺陷分类方法仅限于表面特征提取而忽略目标间关联和受复杂环境的影响大等问题。针对以上情况,该文提出利用螺栓螺母之间的关联组成栓母对,然后使用卷积神经网络提取栓母对特征初始化图网络节点和结合栓母对的先验知识表示栓母对缺陷与栓母对语义对象的关联,并以此来建立栓母对知识图谱指导栓母对缺陷分类。在此基础上,将输电线路上与螺栓相关的缺陷划分为栓母对缺陷,并建立粗级缺陷数据集和细级缺陷数据集。通过使用栓母对知识图谱来指导栓母对的缺陷分类实验,并以此来验证栓母对知识图谱的有效性和可行性。实验结果表明,该栓母对知识图谱实现了栓母对先验知识的有效运用,完成了栓母对粗级缺陷和细级缺陷的高效分类。

锚杆退锚机锈死螺母破切器破切力分析

对螺母锈死的锚杆回收可采用螺母破切器对锈死螺母进行切除,破切刀的力学特性对破切器的性能影响很大。通过对螺母破切过程的力学分析,得到了破切力的计算公式和不同参数情况下破切力P随破切深度h的关系曲线图,进而得出破切刀刀刃宽度、楔形角、摩擦系数对破切力都有较大影响,在刀具设计中应尽可能减小破切刀刀刃宽度及楔形角,在使用中应尽可能减小摩擦系数。

大口径反射光学系统调焦机构设计

当空间光学遥感器所处的环境条件发生变化时,遥感器的焦平面会产生不同程度的偏移,为保证遥感器的成像质量,需要对偏移的焦平面进行校正,因此设计了一套柔性丝杆丝母与弹性导向机构相结合的机构来实现调焦的目的。该结构加工简单,不易发生卡滞现象,可实现对变化的焦面进行校正。从保证空间遥感器光学系统的成像质量出发,介绍了大口径反射光学系统调焦机构方案的选取及确定调焦机构的组成,并对该调焦机构在调焦范围内的调焦精度给出了初步分析。通过分析调焦精度可达±0.002 5 mm,可以满足设计指标的要求。

螺栓法兰连接系统的热应力场

利用有限元软件ABAQUS建立了螺栓法兰连接系统的实体模型,采用热结构耦合分析方法,研究了法兰公称直径为100mm的螺栓法兰系统的温度场及其应力场,以及在预紧力和温度梯度操作条件下螺栓等效应力、轴向应力、径向应力和切向应力的变化关系.结果表明,温度场对螺栓轴向两端的应力影响较大,当内壁温度为100℃时螺栓头靠近法兰一侧的等效应力增加了250MPa,螺栓上靠近法兰一侧的螺纹的等效应力增加100MPa,而温度场对螺栓远离法兰一侧的螺纹的应力影响很小,说明设计时应重点考虑热应力对靠近法兰一侧的螺纹与螺栓头的影响.

典型螺栓/螺母装配件湿热海洋大气环境适应性研究

目的研究典型螺栓/螺母装配件在湿热海洋大气环境下的适应性。方法在万宁大气环境试验站开展螺栓/螺母装配件为期24个月的户外暴露试验,通过环境扫描电镜(SEM)、电化学试验、力矩测试,研究螺栓/螺母装配件在我国湿热海洋大气环境中的腐蚀行为和力矩变化规律。结果装配件组合30CrMnSiA镀镉钝化螺栓与30CrMnSiA镀镉钝化螺母(组合A)、30CrMnSiA镀镉钝化螺栓与30CrMnSiA镀锌钝化螺母(组合B)、30CrMnSiA镀镉钝化螺栓与0Cr16Ni6钝化螺母(组合C)对应的电偶腐蚀电流分别约为0.6、37、100μA,装配状态下组合C户外暴露24个月后最大拧出力矩增加53%。结论装配导致的电偶腐蚀效应对螺栓/螺母紧固件的性能变化具有明显影响,非装配状态下30CrMnSiA镀镉钝化螺栓在万宁户外暴露期间没有出现基体腐蚀现象,而装配状态下组合C在万宁户外暴露期间出现较为严重的基体锈蚀,造成在户外暴露期间最大拧出力矩呈不断增加趋势。

局部载荷对螺纹根部应力分布的影响

应用有限元方法分析了螺栓螺纹根部轴向应力分布情况,结果表明螺母与被联接件接触面附近的螺纹根部应力最大;重点研究了由接触载荷所产生的局部弯曲应力对螺栓疲劳强度的影响;在此基础上提出了有效降低螺纹应力集中,提高螺栓疲劳寿命的4种新型螺母,其中三次曲线螺母使应力集中降低26.61%。