机床与液压

作者：李迎，李赫，郭晋飞，王月珍，张月泽，刘莉

单位：北京工业大学，先进制造技术北京市重点实验室；北京工业大学，先进制造技术北京市重点实验室；新乡学院机电工程学院；北华航天工业学院文理学院；北京工业大学，先进制造技术北京市重点实验室；北京工业大学，先进制造技术北京市重点实验室

关键词：长期服役复材螺纹连接;松动失效;预紧力松弛;动态性能退化

基金：河北省教育厅科学研究项目（BJK2024043）；北华航天工业学院博士科研启动基金项目（BKY-2024-01）；装备预研项目（43052003202402）

螺纹连接预紧力的长期保持可保证飞行器的服役性能并减小油气泄漏的风险。然而，复材螺纹连接的预紧力受材料蠕变的影响，不可避免地发生预紧力松弛现象。以碳纤维增强环氧树脂复合材料和钛合金普通螺纹紧固件组成的连接结构为研究对象，引入Maxwell和Kelvin串联结构，建立复材蠕变-预紧力松弛理论模型。其中，Maxwell结构由弹性元件和阻尼元件串联构成，Kelvin结构由弹性元件和阻尼元件并联组合。搭建试验系统验证理论模型的有效性，结果表明两者最大相对误差为4.35%。考虑到螺纹预紧力松弛工程化应用的高成本性和难实现性，提出一种利用动态性能退化表征螺纹连接松动的新思路。通过预紧力松弛、接触刚度计算与赋能，以及进行螺纹连接模态仿真与拟合，建立动态性能退化模型。

来源：2025年第13期

《机床与液压》期刊编辑部

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