手機直線：
咨詢熱線：0571-56211150
螺栓聯接是導彈艙段間聯接的一種常用形式。在導彈結構中，由于性能的要求和幾何結構尺寸的限制，一般采用小直徑的螺栓進行聯接。當施加扭矩時，若扭矩過大，螺栓易被扭斷，發生破壞；施加扭矩過小，在承受外載荷時，連接面發生間隙導致螺栓松動。上述兩種破壞情況，輕則影響導彈性能，重則可引發導彈解體等重大事故，因此給螺栓施加的扭矩范圍在工程中引起了廣泛的關注，是螺栓預防松動破壞的重要措施。
關于螺栓聯接受力分析的研究成果較為豐富，如文獻對螺栓聯接進行有限元分析，考慮到接觸面間的摩擦系數，主要分析了螺栓聯接結構在特定預緊力下的應力分布情況，并沒有對螺栓在工作載荷作用下預緊力的范圍進行討論；文獻從理論方面分析了各個等級的螺栓聯接所對應預緊力的參考值，并沒有進行CAE分析；文獻采用節點耦合來模擬螺紋副的連接作用，對單個螺栓進行有限元分析；上述研究成果對于螺栓的受力分析，尤其是基于有限元的仿真分析已經較為詳細。然而對于導彈螺栓組聯接，由于導彈內部結構1各部件分布不對稱，導彈內部質量分布不可忽視，因此在承受彎矩外載荷時，不同部位的螺栓應力分布有較大差異。另外，導彈所處環境惡劣，需要建立導彈全模型進行分析，得到彎矩與預緊力組合載荷作用下螺栓的預緊力范圍，保證螺栓聯接結構的安全性與可靠性。
首先根據結構設計要求與強度理論確定一個初始預緊力范圍，以確保螺栓不發生松動與屈服，考慮到螺栓連接面在彎矩作用下可能會發生松動，因此對最小預緊力值進行了理論優化；然后應用有限元分析軟件對兩個重要艙段間（艙段1和艙段2）螺栓聯接結構進行局部靜力分析，進一步校核預緊力范圍值；最后，結合工程實際，加載彎矩與預緊力組合載荷進行有限元分析，根據螺栓的應力狀態對預緊力范圍進行優化。
根據GB/T30981-2000和GB/T3098.2-2000，選取性能等級為8.8的螺栓，其屈服極限σ=640MP，根據σs≤σ≤ 80%σs的設計要求，則等效應力應滿足 224MP<σs<512MP，分別取和代入算式可得初始預緊力范圍約為（6.5~14.8）N.M。對于承受彎矩載荷的螺栓聯接結構，連接面可能由于螺栓預緊力過小發生間隙而導致松動，因此需要對螺栓最小預緊力進行優化。螺栓承受彎矩聯接結構可簡化為承受預緊力與工作拉力的緊螺紋連接。這種緊螺栓聯接承受軸向拉伸載荷后，由于螺栓和被連接件的彈性變形，螺栓所受到的總拉力并不等于預緊力和工作拉力之和，根據理論分析，螺栓的總拉力除了與預緊力 F0、工作拉力F有關之外還受到螺栓剛度Cb以及被連接件剛度Cm等因素的影響。
為了防止連接面承受載荷后結合面之間產生縫隙，也就是防止松動的原始發生，殘余應力應當F1>0。
將艙體1后端面所受到的最大彎矩Tm等效為作用為艙體1上的五對力偶，由于所施加的彎矩主要由艙段間十個螺栓來承受，這樣的等效是成立的。若十個螺栓所受彎矩相同，取出單個螺栓分析，則每個螺栓所承受工作拉力或者壓力可根據公式計算。這里取承受拉力的螺栓，將工作拉力代入公式可得。即當對艙體1的后端面施加最大彎矩13143.8NM時，施加6.31 kN以上的預緊力可預防連接面發生間隙，防止松動發生。由綜上可得，滿足設計要求以及艙段連接面不發生松動的最小預緊力值應為6.5kN，此時合適的預緊力范圍為(6.5-16)kN。
專業從事有限元分析公司│有限元分析│CAE分析│FEA分析│技術服務與解決方案
杭州那泰科技有限公司
本文出自杭州那泰科技有限公司m.057293.com，轉載請注明出處和相關鏈接！