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轴套长度对被连接件压缩变形体形状影响的研究

车承牮 阳光武 肖守讷 朱涛 杨冰 柯新

车承牮,阳光武,肖守讷, 等. 轴套长度对被连接件压缩变形体形状影响的研究[J]. 机械科学与技术,2021,40(0):1-6 doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20200215
引用本文: 车承牮,阳光武,肖守讷, 等. 轴套长度对被连接件压缩变形体形状影响的研究[J]. 机械科学与技术,2021,40(0):1-6 doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20200215
CHE Chengjian, YANG Guangwu, XIAO Shoune, ZHU Tao, YANG Bing, KE Xin. Study on Influence of Shaft Sleeve Length on Shape of Axial Compression Body of Clamped Piece[J]. Mechanical Science and Technology for Aerospace Engineering. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20200215
Citation: CHE Chengjian, YANG Guangwu, XIAO Shoune, ZHU Tao, YANG Bing, KE Xin. Study on Influence of Shaft Sleeve Length on Shape of Axial Compression Body of Clamped Piece[J]. Mechanical Science and Technology for Aerospace Engineering. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20200215

轴套长度对被连接件压缩变形体形状影响的研究

doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20200215
基金项目: 国家自然科学基金项目(U1534209)
详细信息
    作者简介:

    车承牮(1996−),硕士研究生,研究方向为车辆强度,螺栓强度,apowoo@163.com

    通讯作者:

    阳光武,研究员,硕士生导师,gwyang@swjtu.cn

  • 中图分类号: TH131.3

Study on Influence of Shaft Sleeve Length on Shape of Axial Compression Body of Clamped Piece

  • 摘要: 螺栓连接结构在其夹紧区域内压缩变形量的计算会受到压缩变形体形状的影响。为了探究更适宜的压缩变形体等效方式,基于压应力4次分布理论修正了与轴套接触的被连接件内压缩变形体的最小外径,得到被连接件轴向压缩变形量的修正解析式。对有限元仿真的节点应力进行曲线拟合和数值积分计算,得到螺栓的轴向压缩变形量。结果表明:螺栓连接结构夹紧区域内压缩变形体为平头圆锥、圆柱与双平头圆锥的组合形式更为恰当,与轴套接触的被连接件内压缩变形体的最小外径修正为轴套外径与螺栓头支承面直径平均值的1.4倍时,其相对误差不超过7.49%;采取正确的压缩变形体等效方式并引入被连接件压缩变形体最小外径的修正有利于计算含有轴套的螺栓连接结构的轴向压缩变形量。
  • 图  1  轴向压缩变形量解析模型

    图  2  仿真模型参数

    图  3  接触对、弹簧及预紧力示意图

    图  4  轴向应力云图

    图  5  压应力原始曲线

    图  6  压应力4次多项式理论修正方程曲线

    图  7  径向线段平均应变曲线

    图  8  轴套长度与压缩变形量的拟合曲线

    图  9  压缩变形量的相对误差直方图

    表  1  模型三维参数

    参数及单位数值参数及单位数值
    支承面直径dw/mm 19.2 1次修正d'w/mm 29.568
    轴套内径dhz/mm 13 tanφ/rad 0.3627
    轴套外径dz/mm 23.04 变形体最大外径DA/mm 30.507
    被连接件内径dhb/mm 13.5 上被连接件厚度h1/mm 10
    被连接件外径D'A/mm 36.8 下被连接件厚度h2/mm 10
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    表  2  各模型轴套长度 mm

    M12 × 46M12 × 56M12 × 61M12 × 66M12 × 71M12 × 76
    01015202530
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    表  3  螺栓解析计算与仿真计算压缩变形量与相对误差

    轴套长度h/mm01015202530
    δ/10−3 mm 2.1074 3.7939 4.6541 5.5138 6.3755 7.2992
    δ1/10−3 mm 6.2450 7.2671 8.2891 9.3112 10.333
    δ2/10−3 mm 2.1518 4.1955 5.2175 6.2400 7.2617 8.2837
    δ3/10−3 mm 3.8257 4.8478 5.8698 6.8919 7.9140
    η1/% 39.25 35.96 33.48 31.53 29.36
    η2/% 2.05 9.57 10.80 11.63 12.20 11.88
    η3/% 0.83 4.00 6.07 7.49 7.78
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  • 网络出版日期:  2021-05-15

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