影响螺纹副轴向力分布均匀性的关键因素分析

doi:10.12068/j.issn.1005-3026.2017.08.017

东北大学学报:自然科学版 ›› 2017, Vol. 38 ›› Issue (8): 1142-1147.DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2017.08.017

影响螺纹副轴向力分布均匀性的关键因素分析

陈岩，芦旭，江鹏，关振群

(大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室，辽宁大连116024)

收稿日期:2016-02-25 修回日期:2016-02-25 出版日期:2017-08-15 发布日期:2017-08-12
通讯作者: 陈岩
作者简介:陈岩(1991-)，男，江苏徐州人，大连理工大学博士研究生；关振群(1965-)，男，辽宁本溪人，大连理工大学教授，博士生导师.
基金资助:
国家自然科学基金资助项目(11272074)；国家基础研究发展计划项目(613277).

Analysis on Critical Influential Factors of Axial Load Uniform Distribution in Bolted Joint

CHEN Yan， LU Xu， JIANG Peng， GUAN Zhen-qun

State Key Laboratory of Structural Analysis for Industrial Equipment， Dalian University of Technology， Dalian 116024， China.

Received:2016-02-25 Revised:2016-02-25 Online:2017-08-15 Published:2017-08-12
Contact: CHEN Yan
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摘要/Abstract

摘要： 通过对螺纹连接结构承载分布问题的理论分析与数值模拟，探索影响螺纹副轴向力分布均匀性的关键因素.首先对螺纹副轴向承载分布进行理论分析，提出依据螺纹副截面上单位长度荷载F与螺纹牙相对变形u的关系曲线确定轴向力分布的解析方法.理论分析表明，当F-u关系曲线呈屈服形状时，螺纹副轴向承载力分布更加均匀.其次，对施必牢螺纹副进行分析，发现其F-u关系曲线呈现出屈服特征;从牙型设计、材料塑性和螺纹错动三方面进行分析，阐明施必牢螺纹副承载分布均匀性好的力学机制;最后，详细分析了螺纹副径向尺寸系数、摩擦因数和材料特性等因素对螺纹上轴向力分布的影响规律.

关键词: 螺纹连接, 承载分布, 均匀性, 施必牢螺纹, 有限元分析

Abstract: The critical influential factors of axial load uniform distribution in bolted joint are explored by theoretical analysis and numerical simulation. Firstly， theoretical analysis was done toward the axial load distribution of the bolted joint. An analytical method of confirming the axial load distribution by using the relationship between axial load per unit length F and relative deformation u is proposed. Besides， the result of theoretical analysis shows that the axial load distribution is more uniform when the shape of F-u curve presents yield-type. Secondly， through the analysis on Spiralock thread， the shape of F-u curve is also observed as yield-type. Then the mechanics mechanism for the Spiralock thread having better distribution uniformity is clarified from three aspects: tooth design， material plasticity and thread slip. Lastly， the factors， such as radial dimension coefficient， friction coefficient and material elastic modulus ratio which affect the load distribution are systematically studied.

Key words: bolted joint, load distribution, uniformity, Spiralock thread, finite element analysis

中图分类号:

TH122

陈岩，芦旭，江鹏，关振群. 影响螺纹副轴向力分布均匀性的关键因素分析[J]. 东北大学学报:自然科学版, 2017, 38(8): 1142-1147.

CHEN Yan， LU Xu， JIANG Peng， GUAN Zhen-qun. Analysis on Critical Influential Factors of Axial Load Uniform Distribution in Bolted Joint[J]. Journal of Northeastern University Natural Science, 2017, 38(8): 1142-1147.

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