一种螺纹连接结构松动失效判定方法技术

本发明专利技术涉及一种螺纹连接结构松动失效判定方法，包括如下步骤：S1，收集影响旋转松动的因素，并将其作为代理模型的输入变量；S2，根据输入变量确定样本空间，并在样本空间中抽多个取样本点；S3，将各样本点分为多组，然后分析得到每组样本点的支承面以及螺纹面上的各节点的摩擦力和剪切应力；S4，通过得到的所述摩擦力和所述剪切应力建立与半径和夹角的函数拟合关系；S5，由所述函数拟合关系计算出支承面和螺纹面产生的旋转扭矩和摩擦阻力矩，并将其作为代理模型的输出响应；S6，根据所述输入变量和所述输出响应构建代理模型，并由所述代理模型预测是否发生旋转松动及临界旋转松动。本发明专利技术可以实现准确检测螺纹连接结构的防松性能与松动失效状态。

【技术实现步骤摘要】
一种螺纹连接结构松动失效判定方法
本专利技术涉及失效分析
，具体为一种螺纹连接结构松动失效判定方法。
技术介绍
螺纹连接结构的松动过程按松动机理可分为材料松动和旋转松动。材料松动是在载荷作用下紧固件和被连接件发生接触表面内嵌和局部塑性变形造成轴向力损失所致，经过一定时间，内嵌和塑性变形处于稳定状态，材料松动不再继续发生；当载荷达到某一临界值，或螺纹和轴承的接触状态满足特定条件时，相对滑移就会发生，紧固件就会发生自旋转松动现象，称为旋转松动。随着螺纹连接结构防松性能的深入研究，对影响防松性能的因素有了更清晰的认识，工作载荷中的轴向力、横向力、绕螺栓轴线的扭矩，紧固件规格型号、强度等级、表面处理、摩擦系数，被连接件材料、尺寸、孔径尺寸及位置等，都是影响防松性能的重要因素。由于螺纹连接结构松动机理及影响因素的复杂性，目前仍没有一个形式简单、预测准确的通用模型可以判定螺纹连接结构的临界旋转松动，造成无法准确检测结构的防松性能与松动失效状态，更无法指导、规范工程实际中紧固件及被连接件的制造、设计与装配。专利
技术实现思路
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【技术保护点】
1.一种螺纹连接结构松动失效判定方法，其特征在于，包括如下步骤：/nS1，收集影响旋转松动的因素，并将其作为代理模型的输入变量；/nS2，根据所述输入变量确定样本空间，并在所述样本空间中抽多个取样本点；/nS3，将各所述样本点分为多组，然后分析得到每组样本点的支承面以及螺纹面上的各节点的摩擦力和剪切应力；/nS4，通过得到的所述摩擦力和所述剪切应力建立与半径和夹角的函数拟合关系；/nS5，由所述函数拟合关系计算出支承面和螺纹面产生的旋转扭矩和摩擦阻力矩，并将其作为代理模型的输出响应；/nS6，根据所述输入变量和所述输出响应构建代理模型，并由所述代理模型预测是否发生旋转松动及临界旋转松动。/n

【技术特征摘要】
1.一种螺纹连接结构松动失效判定方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1，收集影响旋转松动的因素，并将其作为代理模型的输入变量；
S2，根据所述输入变量确定样本空间，并在所述样本空间中抽多个取样本点；
S3，将各所述样本点分为多组，然后分析得到每组样本点的支承面以及螺纹面上的各节点的摩擦力和剪切应力；
S4，通过得到的所述摩擦力和所述剪切应力建立与半径和夹角的函数拟合关系；
S5，由所述函数拟合关系计算出支承面和螺纹面产生的旋转扭矩和摩擦阻力矩，并将其作为代理模型的输出响应；
S6，根据所述输入变量和所述输出响应构建代理模型，并由所述代理模型预测是否发生旋转松动及临界旋转松动。


2.如权利要求1所述的一种螺纹连接结构松动失效判定方法，其特征在于：在所述S3步骤中，分析具体是采用有限元仿真来分析。


3.如权利要求3所述的一种螺纹连接结构松动失效判定方法，其特征在于，所述有限元仿真的具体分析方法为：建立螺纹连接结构的有限元模型，通过在支承面与螺纹面分别设置圆周路径与螺旋上升路径，提取路径上各节点的剪切应力与摩擦应力。


4.如权利要求1所述的一种螺纹连接结构松动失效判定方法，其特征在于，在所述S4步骤中，根据所述函数拟合关系，得到剪切应力与摩擦应力的函数表达式：





5.如权利要求1所述的一种螺纹连接结构松动失效判定方法，其特征在于，在所述S5步骤中，计算的方法具体为：










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【专利技术属性】
技术研发人员：莫易敏，夏凯，郭胜会，余波，孔祥馗，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42