高锁钛合金螺栓偏心载荷下拉伸断裂仿真与强度预测

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作者 冯德荣 郭绕龙 +5 位作者 余维林 李超 李召 黄张东 夏进启 万强 《机械强度》 北大核心 2025年第7期33-41,共9页

高锁钛合金螺栓偏心安装(螺栓头部与紧固板存在装配角度)会带来过早失效问题,严重影响航天飞行器的安全运行。而现有试验研究又难以获得螺栓断裂过程,继而影响断裂原因分析。同时,试验研究无法获得连续安装角度下螺栓断裂强度变化值。因... 高锁钛合金螺栓偏心安装(螺栓头部与紧固板存在装配角度)会带来过早失效问题,严重影响航天飞行器的安全运行。而现有试验研究又难以获得螺栓断裂过程,继而影响断裂原因分析。同时,试验研究无法获得连续安装角度下螺栓断裂强度变化值。因此,针对偏心安装下高锁螺栓提前断裂的问题,通过有限元分析方法,结合试验对模型验证,利用有限元模型实现偏心安装下螺栓断裂过程可视化与不同角度偏心安装下螺栓抗拉强度预测。研究结果表明,有限元分析获得的安装角度0°与3°螺栓的抗拉强度和断裂位置与试验结果的一致性好,说明有限元模型具有较好的准确性;随安装角度的增大,螺栓头与螺纹均受到偏心载荷,产生的弯矩加剧了这两个区域的应力集中;角度<3°时螺纹处应力较大,角度≥3°时头部应力较大;有限元模型成功实现1°、2°、4°下的螺栓抗拉强度预测。研究结果有效揭示了偏心载荷作用下高锁钛螺栓的断裂机制,同时仿真模型可实现不同安装角度下螺栓抗拉强度预测,为偏心螺栓服役提供技术说明。 展开更多

关键词 高锁螺栓 有限元仿真 装配角度 断裂机制 抗拉强度预测

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飞机高锁螺栓孔边缺陷阵列远场涡流传感器仿真与试验 被引量：4

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作者 宋凯 欧阳永杰 +2 位作者 方志泓 霍俊宏 崔西明 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第5期572-583,共12页

飞机高锁螺栓孔边隐藏缺陷的检测是航空无损检测领域中的难点,远场涡流检测技术不受集肤效应影响,对飞机高锁螺栓紧固件孔边隐藏缺陷检测具有极大优势。针对飞机高锁螺栓紧固件孔边缺陷的检测,设计研发了放置式阵列远场涡流传感器,建立... 飞机高锁螺栓孔边隐藏缺陷的检测是航空无损检测领域中的难点,远场涡流检测技术不受集肤效应影响,对飞机高锁螺栓紧固件孔边隐藏缺陷检测具有极大优势。针对飞机高锁螺栓紧固件孔边缺陷的检测,设计研发了放置式阵列远场涡流传感器,建立了高锁螺栓孔边隐藏缺陷检测三维模型,优化了检测线圈中心与高锁螺栓中心放置距离,研究了阵列相邻通道间磁场薄弱区缺陷信号衰减趋势,采用阵列放置式的检测方式研究了不同尺寸缺陷检测信号特征。仿真与试验结果表明:检测线圈中心与高锁螺栓中心距离11 mm时检测灵敏度最佳;相邻通道间磁场薄弱区检测信号存在一定程度上的衰减,优化后的探头可检测埋深为4 mm、长×宽×深为5 mm×0.2 mm×2 mm的紧固件孔边隐藏缺陷,且随缺陷长度增大检测信号幅值呈上升趋势。 展开更多

关键词 高锁螺栓 阵列 远场涡流 线圈位置 隐藏缺陷

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高耸钢结构施工方法的特点及发展 被引量：6

3

作者 马人乐 梁峰 黄鑫 《施工技术》 CAS 北大核心 2010年第10期12-14,39,共4页

介绍了近年高耸钢结构中防腐蚀和螺栓防松两个方面发展的状况。防腐蚀方面详细介绍了热浸锌和热喷锌铝复合涂层方法,以及各自的适用范围和技术标准。螺栓防松方面针对法兰、抗剪连接和柔性拉杆等连接特点,提出了针对性的防松措施。这些... 介绍了近年高耸钢结构中防腐蚀和螺栓防松两个方面发展的状况。防腐蚀方面详细介绍了热浸锌和热喷锌铝复合涂层方法,以及各自的适用范围和技术标准。螺栓防松方面针对法兰、抗剪连接和柔性拉杆等连接特点,提出了针对性的防松措施。这些适用于各种高耸钢结构施工维护方法对其它形式的钢结构设计、施工和建造有一定借鉴作用。 展开更多

关键词 高耸钢结构 施工方法 防腐蚀 螺栓防松

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复合材料结构用高锁螺栓的动态复合加载失效特性 被引量：6

4

作者 惠旭龙 刘小川 +3 位作者 白春玉 张宇 舒挽 葛宇静 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第10期2142-2150,共9页

为研究复合材料结构用高锁螺栓的动态复合加载失效特性,基于高速液压伺服材料实验机设计专用的实验支持装置,提出碰撞式实验加载方法。实现中国商用飞机有限责任公司紧固件工艺标准CFBL1001-6-6/CFNT1003CY6抗剪型高锁螺栓在0.01m/s、0.... 为研究复合材料结构用高锁螺栓的动态复合加载失效特性,基于高速液压伺服材料实验机设计专用的实验支持装置,提出碰撞式实验加载方法。实现中国商用飞机有限责任公司紧固件工艺标准CFBL1001-6-6/CFNT1003CY6抗剪型高锁螺栓在0.01m/s、0.10m/s、1.00m/s加载速度及纯拉伸、30°拉伸-剪切耦合、45°拉伸-剪切耦合、60°拉伸-剪切耦合、纯剪切状态下的失效测试,并基于实验结果拟合得到高锁螺栓的失效参数。结果表明:提出的测试方法能够有效获取高锁螺栓的动态失效参数;CFBL1001-6-6/CFNT1003CY6高锁螺栓的失效模式和失效载荷受加载方式影响较大,受加载速度影响较小;拟合获得的失效方程可较好地表征高锁螺栓的失效特性。 展开更多

关键词 高锁螺栓 复合材料 复合加载 动态拉伸 失效参数

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机翼盒段连接结构疲劳性能影响因素及有限元分析 被引量：3

5

作者 高鹏飞 刘德峰 +3 位作者 蔡俊杰 王晓阳 张彦军 刘马宝 《航空制造技术》 2019年第11期90-96,共7页

针对国产某型飞机机翼翼盒典型连接区结构,设计试验件进行疲劳试验,对比分析高锁螺栓不同装配工艺对其疲劳性能的影响。结果表明:对高锁螺栓施加一次拧紧工艺后,再施加适当的二次拧紧力矩,能够有效改善连接结构的疲劳性能。其次,建立连... 针对国产某型飞机机翼翼盒典型连接区结构,设计试验件进行疲劳试验,对比分析高锁螺栓不同装配工艺对其疲劳性能的影响。结果表明:对高锁螺栓施加一次拧紧工艺后,再施加适当的二次拧紧力矩,能够有效改善连接结构的疲劳性能。其次,建立连接结构的三维有限元模型,基于正交试验法分别研究螺栓拧紧力矩、板间摩擦系数和螺栓材料弹性模量对基板孔边应力集中系数的影响。研究发现,该3种因素均对孔边应力集中系数有较大影响,其中螺栓拧紧力矩的影响最为显著,表明了适宜的二次定力工艺是提高连接结构疲劳性能的一种有效手段。 展开更多

关键词 连接结构 疲劳性能 高锁螺栓 拧紧力矩 有限元

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不同铆枪干涉螺栓安装效率及噪音对比研究 被引量：3

6

作者 王晓荷 曹增强 +3 位作者 张铭豪 李想 袁昕宇 杜蒙 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第9期127-134,共8页

为解决采用传统方法安装干涉配合紧固件存在的安装噪音大及大相对干涉量紧固件无法安装等问题,提出了基于电磁铆枪的安装工艺方法。首先,分析了电磁铆枪的隔振降噪原理及结构设计。然后,选用型号为HER 60A、HER100C的电磁铆枪和型号为M0... 为解决采用传统方法安装干涉配合紧固件存在的安装噪音大及大相对干涉量紧固件无法安装等问题,提出了基于电磁铆枪的安装工艺方法。首先,分析了电磁铆枪的隔振降噪原理及结构设计。然后,选用型号为HER 60A、HER100C的电磁铆枪和型号为M0801、RRH 08P-TS的风动铆枪分别对相对干涉量为0.5%、1.0%和2.0%的钛合金高锁螺栓进行了干涉安装实验,分别测试了电磁铆枪和风动铆枪的安装效率、安装质量和安装噪音。结果表明,与风动铆枪相比,电磁铆枪均可实现一次安装,安装效率更高,并且解决了飞机制造中风动铆枪无法安装大相对干涉量紧固件的难题。在噪音对比测试中,电磁铆枪的等效声级远低于风动铆枪,基于电磁铆枪的安装方法能较好地解决干涉螺接噪音过大的问题。 展开更多

关键词 电磁铆枪 干涉配合 高锁螺栓 干涉量 噪音

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自锁式单向高强螺栓预拉力与扭矩关系的试验研究 被引量：5

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作者 蒋蕴涵 李国强 +1 位作者 陈琛 侯兆新 《建筑钢结构进展》 CSCD 北大核心 2022年第10期36-43,共8页

单向螺栓是一种仅在一侧操作便能完成安装的螺栓,因此在闭口截面构件中的连接具有优势。预拉力是保障高强度螺栓连接抗拉刚度的重要参数,但单向螺栓的预拉力和扭矩之间的关系尚不明确。分析了自锁式单向高强螺栓在安装过程与拉伸过程中... 单向螺栓是一种仅在一侧操作便能完成安装的螺栓,因此在闭口截面构件中的连接具有优势。预拉力是保障高强度螺栓连接抗拉刚度的重要参数,但单向螺栓的预拉力和扭矩之间的关系尚不明确。分析了自锁式单向高强螺栓在安装过程与拉伸过程中的受力情况,给出了单向螺栓预拉力的计算方法。对于三种直径、两种强度的标准化自锁式单向螺栓和非标准化自锁式单向螺栓进行了拉伸试验,并基于拉伸试验的荷载-位移曲线,得到了不同型号自锁式单向螺栓在不同拉伸试验中的钢板分离荷载,并根据公式计算得到了单向螺栓在不同安装扭矩下的预拉力值。参考同型号的高强度螺栓给出了自锁式单向高强螺栓的建议安装扭矩和预拉力值,单向螺栓可达到普通高强度螺栓预拉力值的90%以上。 展开更多

关键词 自锁式单向高强螺栓 钢板分离荷载 预拉力 扭矩 试验研究

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基于损伤模型的2024-O-T42搭接件动态拉伸失效分析 被引量：1

8

作者 牟浩蕾 陈英实 +3 位作者 魏家威 李恒晖 解江 冯振宇 《材料导报》 CSCD 北大核心 2023年第S01期426-432,共7页

针对高锁螺栓单搭接件所采用的2024-O-T42铝合金,设计狗骨试验件进行准静态与动态拉伸试验,设计六种不同的缺口试验件进行准静态拉伸试验。通过开展拉伸失效仿真,对比Hartley-Srinivasan与Johnson-Cook两种本构模型,以及最大塑性应变失... 针对高锁螺栓单搭接件所采用的2024-O-T42铝合金,设计狗骨试验件进行准静态与动态拉伸试验,设计六种不同的缺口试验件进行准静态拉伸试验。通过开展拉伸失效仿真,对比Hartley-Srinivasan与Johnson-Cook两种本构模型,以及最大塑性应变失效准则、Johnson-Cook失效模型与GISSMO损伤模型三种失效模型。结果表明,在试验的100 s^(-1)应变率范围内,2024-O-T42铝合金材料流动应力应变率效应不明显,其最大相差约为5%;在不考虑应变率及温度的情况下,Hartley-Srinivasan本构模型比Johnson-Cook本构模型更能准确表征材料塑性段的力学行为;采用Hartley-Srinivasan本构模型和GISSMO损伤模型,高锁螺栓单搭接件在1 m/s、3 m/s、5 m/s拉伸速度下的仿真结果与试验结果吻合更好,且仿真获得的失效位移相对试验失效位移平均值分别偏大4.7%、偏大4.3%和偏小7.4%。 展开更多

关键词 2024-O-T42铝合金 高锁螺栓搭接件 动态拉伸试验 失效分析 损伤模型

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自锁式高强螺栓T型件连接节点力学性能研究 被引量：1

9

作者 柴文娟 王燕 杨帆 《工业建筑》 CSCD 北大核心 2018年第3期176-183,共8页

为研究自锁式高强螺栓T型件连接节点受力性能,采用有限元分析软件ANSYS计算了14个T型件有限元计算模型,分析了T型件翼缘板厚度、螺栓中心至T型件腹板边缘距离、螺栓间距对T型件连接节点的抗拉承载能力及自锁式高强螺栓抗拉性能的影响。... 为研究自锁式高强螺栓T型件连接节点受力性能,采用有限元分析软件ANSYS计算了14个T型件有限元计算模型,分析了T型件翼缘板厚度、螺栓中心至T型件腹板边缘距离、螺栓间距对T型件连接节点的抗拉承载能力及自锁式高强螺栓抗拉性能的影响。分析表明：自锁式高强螺栓破坏模式主要为外套管分肢发生挤压破坏,与高强螺栓存在一定区别。自锁式高强螺栓T型件连接节点破坏模式主要为翼缘板弯曲变形伴随螺栓外套管分肢挤压塑性弯折变形;自锁式高强螺栓外套管分肢挤压破坏。增加T型件翼缘板厚度可改善T型件连接节点抗拉承载力;随螺栓中心至T型件腹板边缘距离增大,自锁式高强螺栓的撬力和拉力随之增加,建议螺栓中心至T型件腹板边缘距离的取值不大于3d_0（d_0为螺栓孔直径）。自锁式高强螺栓与高强螺栓连接的T型件连接节点二者的抗拉承载力基本相同。 展开更多

关键词 T型件 自锁式高强螺栓 高强螺栓 自锁式高强螺栓外套管 有限元计算模型

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高压主螺栓液压上紧装置 被引量：1

10

作者 秦国春 《化工机械》 CAS 1997年第5期50-51,62,共2页

关键词 高压 螺栓 液压上紧装置 高压容器

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钛合金高锁螺栓断裂原因分析 被引量：4

11

作者 何军 王浩宇 +3 位作者 王大为 丁亚红 李国庆 朱苓 《理化检验（物理分册）》 CAS 2020年第8期66-69,共4页

某飞机用钛合金高锁螺栓在装配过程中发生断裂。通过宏观分析、微观分析、金相检验、力学性能复查和装配现场调查等方法对螺栓的断裂原因进行了分析。结果表明:该钛合金高锁螺栓为单边弯曲应力造成的过载断裂,与螺栓制造质量无关。螺栓... 某飞机用钛合金高锁螺栓在装配过程中发生断裂。通过宏观分析、微观分析、金相检验、力学性能复查和装配现场调查等方法对螺栓的断裂原因进行了分析。结果表明:该钛合金高锁螺栓为单边弯曲应力造成的过载断裂,与螺栓制造质量无关。螺栓装配区域操作空间狭小,安装时扳手的转动平面易发生倾转,从而在螺栓上形成弯曲应力,建议改进装配工具。 展开更多

关键词 钛合金 高锁螺栓 过载断裂 装配应力

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TB8钛合金高锁螺栓安装断裂原因 被引量：3

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作者 许永春 李祥军 +3 位作者 李旭健 孙晓军 董晨曦 周玉宝 《理化检验（物理分册）》 CAS 2022年第10期67-70,共4页

某TB8钛合金高锁螺栓在装配过程中发生断裂,采用宏观观察、断口分析、金相检验、力学性能测试等方法对其断裂原因进行分析,结果表明:在安装过程中,螺栓与安装孔不同轴,使螺栓受额外弯曲应力,在外加弯曲应力和轴向载荷的共同作用下,螺栓... 某TB8钛合金高锁螺栓在装配过程中发生断裂,采用宏观观察、断口分析、金相检验、力学性能测试等方法对其断裂原因进行分析,结果表明:在安装过程中,螺栓与安装孔不同轴,使螺栓受额外弯曲应力,在外加弯曲应力和轴向载荷的共同作用下,螺栓发生过载断裂。为了进一步验证螺栓与安装孔不同轴对螺栓破坏拉力的影响,设计了在螺栓头下放置不同斜度垫片的拉伸试验方案,得出随着斜度的增加,螺栓破坏拉力逐渐降低。 展开更多

关键词 高锁螺栓 断裂 过载 力学性能

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TC4钛合金高锁螺栓发生异常双剪断裂原因 被引量：1

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作者 许永春 周杰 +3 位作者 沈鹏 孙晓军 张钦莹 朱鹏飞 《理化检验（物理分册）》 CAS 2022年第3期66-69,共4页

某TC4钛合金高锁螺栓在双剪试验过程中发生异常断裂。采用宏观观察、显微组织观察、断口分析和双剪试验,分析了该高锁螺栓发生异常双剪断裂的原因。结果表明:在该高锁螺栓的热处理过程中,其在真空炉中未被及时取出,使螺栓在炉中长时间保... 某TC4钛合金高锁螺栓在双剪试验过程中发生异常断裂。采用宏观观察、显微组织观察、断口分析和双剪试验,分析了该高锁螺栓发生异常双剪断裂的原因。结果表明:在该高锁螺栓的热处理过程中,其在真空炉中未被及时取出,使螺栓在炉中长时间保温,形成较厚的表面污染层和显微裂纹;通过分析高锁螺栓的加工工艺可知,在热处理后的精车工序中,加工余量较小,导致螺栓表面污染层未被完全去除,在双剪试验过程中受弯矩作用,显微裂纹沿着脆而硬的表面污染层快速扩展,直至螺栓断裂。 展开更多

关键词 TC4钛合金 高锁螺栓 双剪 断裂 表面污染 显微裂纹

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高陡边坡脚手架的稳定性研究

14

作者 魏光华 谭海亮 胡翠敏 《城市道桥与防洪》 2024年第9期292-295,299,M0026,共6页

为研究高陡边坡脚手架的稳定性,以实际工程项目为背景,借助有限元软件,研究分析立杆间距和立杆步距两个布设参数对扣件式钢管脚手架整体稳定性的影响,并引入锁脚锚杆技术优化脚手架的边界连接性能,以提高扣件式钢管脚手架整体稳定性。... 为研究高陡边坡脚手架的稳定性,以实际工程项目为背景,借助有限元软件,研究分析立杆间距和立杆步距两个布设参数对扣件式钢管脚手架整体稳定性的影响,并引入锁脚锚杆技术优化脚手架的边界连接性能,以提高扣件式钢管脚手架整体稳定性。通过以上研究,可以合理确定脚手架结构搭设参数,加强脚手架在高陡边坡施工作业过程中的安全稳定性能,并为类似工程提供借鉴。 展开更多

关键词 高陡边坡 脚手架 稳定性 锁脚锚杆

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矿用高压配电装置若干问题分析及优化 被引量：6

15

作者 郭波 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2018年第10期143-146,共4页

针对目前10 kV矿用高压配电装置的防爆腔体结构、断电开盖功能、隔离机械连锁原理、绝缘性能等若干问题及安全隐患进行了分析研究,设计了多腔式防爆结构、枪栓式两防锁、顶杆式断电开盖装置及高压快速接线柱等部件,成功解决了高压配电... 针对目前10 kV矿用高压配电装置的防爆腔体结构、断电开盖功能、隔离机械连锁原理、绝缘性能等若干问题及安全隐患进行了分析研究,设计了多腔式防爆结构、枪栓式两防锁、顶杆式断电开盖装置及高压快速接线柱等部件,成功解决了高压配电装置闭锁功能不全、绝缘套管放电等问题,实现了高压配电装置的本质安全运行。 展开更多

关键词 矿用高压配电装置 多腔式结构 枪栓式两防锁 顶杆式断电开盖装置 高压快速接线柱

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矿用配电装置枪栓式两防锁的设计

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作者 郭波 《机械管理开发》 2023年第7期172-173,176,共3页

针对目前煤矿井下高压配电装置、低压馈电开关等电气产品的现有使用的两防锁装置存在的问题进行分析,设计一种枪栓式两防锁,有效地“防止擅自送电、防止擅自开盖操作”,实现矿用电气设备的本质安全操作。

关键词 高压配电装置 枪栓式两防锁 擅自送电 擅自开盖操作

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复合材料结构用干涉配合高锁螺栓技术 被引量：1

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作者 杨柳 岳婷 +2 位作者 左杨杰 李诚 高星海 《航空精密制造技术》 2022年第3期27-30,共4页

干涉配合高锁螺栓广泛应用于现代飞机复合材料结构中,本文阐述了干涉配合高锁螺栓的应用背景,典型分类和功能特征,并对目前的国内外研究现状进行了综述,提出了我国航空高性能高锁螺栓研究和自主生产意义重大。

关键词 复合材料 干涉配合 高锁螺栓

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收口自锁螺母高保真建模方法及松动特性研究 被引量：1

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作者 田晶 高崇 +3 位作者 关焦月 付鹏哲 刘仕运 姚玉东 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第21期132-143,共12页

收口自锁螺母的抗振防松性能明显优于普通螺母,被广泛应用于航空发动机连接结构中。但收口自锁螺母的形状复杂,难以对其准确建模,缺少其仿真相关的研究。首先推导了自锁螺母收口区螺纹表达式,并结合标准螺栓模型生成方法,建立了自锁螺... 收口自锁螺母的抗振防松性能明显优于普通螺母,被广泛应用于航空发动机连接结构中。但收口自锁螺母的形状复杂,难以对其准确建模,缺少其仿真相关的研究。首先推导了自锁螺母收口区螺纹表达式,并结合标准螺栓模型生成方法,建立了自锁螺母的高保真模型;然后,仿真分析了自锁螺母收口区厚度、收口量、收口区长度等结构参数和初始预紧力、激励载荷幅值、接触面摩擦系数等载荷参数对自锁螺栓母连接结构松动特性的影响规律;最后,开展收口自锁螺母松动特性试验。结果表明,结构参数的增加均使残余预紧力增大,且分别能增大12.2%,11.4%和7.7%;初始预紧力和接触面摩擦系数会使残余预紧力增大,且分别能增大37.1%和6.9%,而激励载荷幅值的增加会降低残余预紧力;当初始预紧力和激励载荷幅值改变时,对应的仿真平均误差分别为3.79%和3.55%。以上结果证明了本该高保真建模方法的准确性,为收口自锁螺母的仿真研究和自锁机理探索奠定了基础,同时也能对螺母的结构优化和工程应用提供指导。 展开更多

关键词 收口自锁螺母 高保真建模 有限元分析 螺栓松动试验 螺栓松动特性

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