优化螺栓连接结合面接触压力与连接刚度的主动设计方法
在螺栓连接结构中,结合面的接触压力分布及被连接件的连接刚度是影响螺栓连接性能的主要因素.本文以螺栓连接结合面作为研究对象,从主动设计的角度出发,针对螺栓连接的性能进行了分析与优化.首先,本文提出了一种弹性体接触问题数学模型,利用有限元方法,将弹性体的接触界面离散化,将界面节点处的接触间隙和接触压力的关系转化为数学规划问题.并利用该模型提出一种针对螺栓连接,以接触压力分布作为设计目标的螺栓连接结合面形状主动设计方法,通过改变结合面的表面形状即表面各节点处的接触间隙,实现改善螺栓连接性能的效果.借助ANSYS参数化设计语言,将设计方法流程化;并建立了单螺栓连接的分析案例.结果表明,与主动设计之前相比,本案例中接触压力的峰值降低了57.21％,有效接触面积增大了53.17％,连接刚度降低了15.23％,从而验证了所提主动设计方法的有效性与可行性.
螺栓连接 结合面 接触压力 连接刚度 主动设计
侯亦非 朱林波 洪军 刘琪
西安交通大学机械工程学院,现代设计与转子轴承系统教育部重点实验室 西安710049 西安交通大学化学工程与技术学院 西安 710049
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2017-11-23（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）