螺栓联接的有限元建模方法研究

对螺栓联接的有限元建模方法进行研究和评估.以螺栓-法兰联接为例,基于有限元分析软件ANSYS,建立了3种螺栓联接的有限元模型,即实体螺栓联接模型、梁单元联接模型和刚性单元联接模型.模态试验和应力分析表明,实体螺栓联接模型和梁单元联接模型具有广泛的适用性,可准确分析螺栓联接结构的静态特性和动态特性.相比实体螺栓联接模型,梁单元联接模型在保留了关键细节的同时提高了建模和计算效率.刚性单元联接模型不能模拟螺栓预紧和接触,只适用于模态分析.试验和仿真均表明,螺栓预紧力的大小对结构模态影响很小.仿真表明,螺栓联接表现出复杂的非线性特性,如应力的非线性变化、法兰之间接触状态的变化、螺栓总拉力的非线性变化等.      

被联接件形式对结构模态及传递特性影响的研究

被联接件形式和螺栓预紧力对螺栓联接结构的模态和传递函数有较大的影响,但在实际的工程装配和有限元模拟时,由于处理复杂而经常被忽略。首先通过ANSYS Workbench软件,对不同被联接件形式下的螺栓联接结构进行模态分析和传递特性分析,然后对阶梯型螺栓联接结构施加三组不同预紧力,最后将有限元计算值和实验值进行比较。计算结果表明,由于在模态计算时忽略了阻尼的影响,使得计算值和实验值有误差,误差在工程允许的范围内;被联接件形式为阶梯型时结构的固有频率较高;被联接件形式和螺栓预紧力对结构传递特性影响较明显。     

普通螺栓组（R和T作用）联接预紧力计算方法

对受横向载荷和转矩的普通螺栓组接预紧力的计算提出了新方法。它是根据被联接件间的摩擦力矩和工作力矩的平衡条件计算预紧力的。用这种方法计算出来的预紧力较常规法小得多,因此不仅使联接安全可靠,而且可节省材料,减轻重量,降低成本。     

螺栓联接强度计算方法的探讨

针对当前螺栓联接强度计算方法中所求预紧力偏小,不能与ＧＢ３０９８．１－８２规定值相适应问题,提出用螺栓保证应力作为预紧力大小的判据,引入载荷系数以提高预紧力值,增强联接刚度、紧密性和提高防松能力．着重讨论了受轴向工作载荷时紧螺栓连接强度的计算方法．     

防止螺栓联接失效的计算方法

微动磨损会引起螺栓联接失效。文章分析了微动磨损下螺栓联接失效的原因。基于螺栓轴向弹性变形及接触面上的粗糙峰被碾平等因素，提出了防止螺栓联接失效的计算方法和公式。     

基于频率跟踪法的螺栓联接状态监测研究

针对工程实际中出现的螺栓联接松动问题进行了研究,提出了一种基于压电主动式传感的结构频率跟踪的螺栓联接监测方法。根据赫兹接触理论并结合有限元仿真分析,得出了螺栓联接接触界面法向接触刚度与螺栓预紧力之间的单调函数关系,而螺栓联接结构的频率与法向接触刚度相关,进而建立了基于频率跟踪法的螺栓联接状态监测方法。建立实验装置,在螺栓联接件的非接触面的两侧分别粘贴压电材料,作为驱动器和传感器,分别激发脉冲超声波信号和接收通过螺栓联接界面的超声波响应信号,分析了响应信号的功率谱得到螺栓联接结构的频谱。实验结果表明:螺栓联接结合面的法向接触刚度与预紧力近似成对数函数关系,螺栓联接结构的某阶频率与螺栓预紧力近似成对数函数关系,从而可以通过分析螺栓联接结构的某阶频率变化得到螺栓预紧力状态。仿真结果与实验结果相一致,为螺栓联接松动问题提供了一种监测方法。     

汽车发动机连杆螺栓拧紧力矩和装配工艺分析

文章分析了发动机工作时连杆螺栓所承受的工作载荷和影响拧紧力矩的因素，提出了连杆螺栓的装配工艺要求。     

汽缸密封螺栓的可靠性设计

根据可靠性设计的基本原理，建立了密封螺栓联接的可靠性设计表达式和求解方法，并以实例比较。该法与常规设计方法相比可减小汽缸密封螺栓的直径，并能增强联接的可靠性和紧密性     

两种计算环法兰联接刚度的方法

介绍了两种计算螺栓法兰联接刚度的方法;Timoshenko法和WAaters法,前者考虑了螺栓位置疏散性及法兰-小筒节联接对刚度的影响,更符合实际情况。     

螺栓联接CAI课件的研制

<正>螺栓联接的强度计算,尤其是承受轴向工作载荷的紧螺栓联接的强度计算是"螺纹联接"一章的重点.要进行强度计算,必须先求出其受力的大小,而受轴向工作载荷的紧螺栓联接的受力与变形的关系则是该章的难点.由于螺栓和被联接件的实际变形是人的肉眼所见不到的,     

分段拖动绘制螺纹结构图

根据机械制图螺纹连接件的比例画法，采用分段拖动法绘制内外螺旋及其连接图，用Visual LISP语言编程，为AutoCAD增加绘制螺纹连接件的命令，弥补了绘图软件中不足，具有较简便的应用方法。     

一种基于结构光的扣件缺失判别新方法

针对高速铁路动态巡检系统中扣件缺失的快速识别问题,提出一种新型的探测方法:利用红外光源垂直照射钢轨扣件形成三束红外结构光,通过硬件系统实现高速相机对实时图像的采集.利用图像形态学处理等图像处理方法,对所采集图像进行预处理、实现扣件定位、扣件特征提取、识别判断并将结果存储至后台数据库,实现检测数据的实时管理。研发了一套基于轨检小车平台的动态巡检实验系统,经实验室模拟实验以及上线测验证明了该方法实际可行,具有很高的准确性和可靠性。     

基于改进YOLOv4算法的铁路扣件检测

扣件的健康状态是保障轨道车辆正常运行的关键。当前人工检测轨道扣件效率较低,具有缺陷性。针对这一问题,提出了基于改进YOLOv4算法的轨道扣件与检测。在YOLOv4网络中,利用CSPDarknet53第二个残差块嵌入conv卷积结构与YOLO头部结构,增加输出端,并进行网络中的上采样与下采样。与YOLOv4原算法模型相比,提升了准确率与检出率。将使用改进YOLOv4的方法,实现对有砟轨道与无砟轨道上扣件的状态检测。试验结果表明：基于改进YOLOv4算法检出率和准确率比原YOLOv4算法分别提升4.65%和4.88%,并且YOLOv4模型体积与其他模型相比更小,适用于轨道扣件检测。     

地铁曲线段Vanguard扣件减振效果分析

为研究Vanguard扣件在地铁曲线段的减振效果,以北京地铁5号线某曲线段为例,分别对DTVI_2扣件和Vanguard扣件下列车运行引起的地表振动响应进行现场测试.并通过建立相应的三维动力学数值模型对比分析了两种扣件在直线段和曲线段的地表动力响应特性和衰减规律.通过分析振动响应峰值、最大垂向计权Z振级及插入损失,研究了Vanguard扣件的减振效果.根据现场实测以及数值分析结果可知:列车运行引起的地铁曲线段地表动力响应高于直线段,圆曲线和缓和曲线的动力响应特性类似且量值接近;列车运行引起的地表横向及垂向动力响应随距线路中心线横向距离的增加而呈起伏式衰减;列车运行于DTVI_2扣件和Vanguard扣件的轨道上时引起的地表垂向振动响应显著的频段分别位于60Hz和30Hz附近;Vanguard扣件减振效果显著,对曲线段水平向振动响应的减振性能良好.     

客运专线无砟轨道梁端扣件上拔力研究

针对客运专线无砟轨道梁端转角和竖向相对位移对梁端轨道结构设计的影响,分析了无砟轨道梁端扣件上拔力产生的机理。建立了无砟轨道梁端扣件上拔力计算的有限元模型。分析了梁端转角、竖向相对位移、梁缝处扣件间距、梁端悬出长度、梁高等对扣件上拔力的影响规律,为客运专线梁端无砟轨道结构设计提供理论参考。     

南海东部海域不锈钢紧固件的腐蚀失效分析

【目的】为配合南海东部海区的海洋环境调查,研究该海区不锈钢紧固件发生的腐蚀现象。【方法】使用奥氏体不锈钢紧固件,利用海洋平台钢桩和不锈钢钢缆紧固相应的调查设备,通过一年的海试,检查该类不锈钢紧固件的腐蚀情况。【结果】不锈钢紧固件腐蚀严重,不同形状的材料腐蚀部位和程度不同。不锈钢的腐蚀主要表现为点蚀和隙缝腐蚀等局部腐蚀,严重时穿孔、断裂失效。【结论】建议在海洋金属结构中尽量使用同牌号同批次的同种金属材料,以确保材料电极电势相同,减小宏观电池的形成;若确实需要使用异种金属,必须对异种材料间进行电绝缘。     

木结构剪力墙中钉连接的实验研究

 选用国产普通圆钉、进口规格木材和定向木片板,制作了268个木结构剪力墙中钉连接的试件,采用单调加载方式进行实验研究,得到了如下主要结论：普通圆钉连接强度主要取决于破坏模式;边距不足明显影响钉连接的强度;钉连接刚度离散性较大,墙骨木材木纹方向对刚度的影响十分明显;通过进一步的试验研究,得出各种规格国产钉连接强度和刚度计算公式,将是十分必要的。     

基于梁轨相互作用的铁路桥梁徐变上拱限值

为研究铁路桥梁徐变上拱对于梁轨相互作用的影响,分别建立了三跨连续梁桥及简支梁桥的梁轨相互作用有限元模型,分析了徐变上拱对桥上无缝线路的钢轨附加应力、扣件上拔力、扣件剪切力以及列车走行性的影响.结果表明:徐变上拱值主要影响扣件上拔力和行车舒适度,而对钢轨附加应力的影响可以忽略;徐变拱跨比相同的梁桥所导致的钢轨应力、扣件上拔力及扣件剪切力峰值基本一致;对于该研究的主跨125 m的连续梁桥和跨径30 m的简支梁桥而言,徐变拱跨比的建议限值分别为1/2 500和1/2 000.     

客货共线大跨度简支钢桁梁桥梁轨相互作用

以黄韩侯铁路上某156m大跨度简支钢桁梁桥为背景,采用理想弹塑性道床阻力模型,建立了轨-梁-墩一体化空间有限元模型,对钢桁梁桥上钢轨伸缩力、挠曲力、制动力以及断轨力分布规律进行了分析,探讨了相邻简支梁支座布置、桥墩顶纵向刚度、小阻力扣件布置等设计参数对钢轨纵向力的影响.研究表明:钢轨伸缩力为主要控制性荷载;相邻简支梁宜采用与钢桁梁相同方向的支座布置方式;随墩顶刚度的增加,钢桁梁桥上钢轨伸缩力和挠曲力增大,制动力减小;在钢桁梁桥上采用小阻力扣件即可以减小约36%的钢轨伸缩力.     

"e"型扣件弹条断裂原因频谱分析

基于扣件实际尺寸,建立e型扣件精细化模型,采用非线性接触和约束处理扣件各部件间的相互作用关系,并引入时频域响应关系分析方法,对弹条在自然状态和服役状态下的模态振型、谐响应特性进行分析,从时频域角度揭示弹条断裂的根本原因,并与现场测试结果进行对比.研究表明,弹条自然状态下的前两阶频率(808~812 Hz、869 Hz)和服役状态下的前两阶频率(410~420 Hz、530 Hz)与测试段波磨通过频率一致引发共振,是导致弹条折断的主要外因;为减少或避免弹条折断,可采取改变列车运营速度的方法,经计算,建议行车速度小于80km·h~(-1).