机床与液压

作者：石大鹏，王文超，裴盛，李旭健，杨瑶，冯公伯，李皓

单位：河南航天精工制造有限公司；河南省紧固连接技术重点实验室；河南航天精工制造有限公司；河南省紧固连接技术重点实验室；成都飞机工业(集团)有限公司责任公司；河南航天精工制造有限公司；河南省紧固连接技术重点实验室；河南航天精工制造有限公司；河南省紧固连接技术重点实验室；天津大学机械工程学院；天津大学机械工程学院

关键词：螺纹连接;有限元仿真;预紧力松弛;蠕变

基金：河南省紧固连接技术重点实验室开放基金（XM(H)2021-QT3 ）

螺栓连接的预紧状态是影响连接系统及装备整体服役性能的重要指标。为了对预紧力衰减影响因素进行定量分析，进行单轴拉伸蠕变试验，建立5A06铝合金材料蠕变模型，并结合预紧力松弛试验和有限元仿真，确定5A06材料的蠕变参数。基于ABAQUS有限元仿真软件，建立考虑螺纹细节的螺栓及法兰盘连接结构预紧力衰退过程的三维有限元仿真模型，模拟螺栓连接结构预紧和松弛过程。通过有限元仿真分析在短时(1 h)及长时(500 h)服役条件下螺栓连接结构的预紧力及应力分布的变化规律，并探究静载条件下被连接件的几何特性和连接系统安装顺序对连接结构预紧力衰退的影响规律。结果表明：增大被连接件孔径会使有效接触面积减小，导致螺栓预紧力损失率由16.1%增至16.5%;摩擦因数增大则显著降低初始预紧力（下降约49.8%），可有效抑制预紧力衰减;对角拧紧方式可使多螺栓法兰盘预紧力分布更均匀，其最大应力和最大位移值也均更小，表明该方式在整体受力与变形控制方面表现更优，为高性能螺栓连接结构的设计与装配工艺优化提供理论依据。

来源：2025年第24期

《机床与液压》期刊编辑部

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