论文摘要
众所周知,低速柴油机作为船舶主要的动力装置,与船舶运行的安全可靠性,机动性,经济性密切相关;而高强螺栓是低速柴油机重要的机械连接件,其在工作时的强度与寿命也是低速柴油机稳定运行的关键。因此,本文研究了低速机主轴承螺栓性能,主要内容如下:对螺栓的材料成分进行分析,并对其进行力学性能测试,测得常温状态下螺栓材料的屈服强度、抗拉极限与疲劳寿命,绘制不同平均应力下的疲劳寿命曲线,并对疲劳断口进行分析,从微观角度分析疲劳的形成过程;对螺栓整体进行了拉伸试验得到了螺栓轴力与形变量之间的关系,并测试了螺栓的硬度,为船用低速机主轴承螺栓的应力分布研究与疲劳寿命预测提供了较为客观的试验数据。利用ANSYS有限元分析软件的接触非线性分析方法对螺栓结构的二维轴对称模型进行分析计算,得到了不同预紧力下的应力分布,对预紧力作用下螺纹应力分布不均问题进行分析,讨论了塑性应变对应力最大值的影响;求得极限载荷下螺栓的应力分布,分析了相同工作载荷下,预紧力与螺栓所受载荷波动之间的关系。将实验得到的不同平均应力下的疲劳寿命曲线与有限元分析的结果导入疲劳有限元分析软件,对在正常工作情况下的螺栓进行疲劳寿命预测;此外,分析了预紧力与螺栓表面粗糙度对螺栓寿命的影响。
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摘要abstract第1章 绪论 1.1 研究背景及意义 1.2 高强螺栓简介 1.2.1 螺栓分类 1.2.2 螺栓的螺纹牙型 1.3 国内外研究现状 1.3.1 螺栓受力方面 1.3.2 螺栓材料方面 1.4 本文研究内容第2章 基本理论 2.1 高强螺栓的受力分析 2.1.1 螺牙应力分布 2.1.2 承受预紧力与工作载荷 2.1.3 预紧力控制方法 2.2 疲劳相关理论 2.2.1 疲劳的定义 2.2.2 疲劳问题处理方法 2.2.3 常见提高材料疲劳性能的方法 2.3 非线性问题简介 2.3.1 有限元法 2.3.2 非线性问题 2.3.3 ANSYS软件简介 2.4 本章小结第3章 螺栓试验研究 3.1 螺栓材料拉伸试验 3.1.1 拉伸试验原理 3.1.2 力学性能指标及其测定 3.1.3 拉伸试样制备 3.1.4 拉伸试验结果分析 3.2 螺栓材料疲劳试验 3.2.1 基态交变载荷 3.2.2 疲劳试样制备 3.2.3 疲劳试验方案 3.2.4 疲劳数据分析 3.2.5 疲劳试样断口分析 3.3 螺栓力学性能测试 3.3.1 螺栓材料成分与硬度测试 3.3.2 螺栓拉伸试验 3.4 本章小结第4章 高强螺栓非线性接触分析 4.1 高强螺栓非线性有限元模型建立 4.1.1 螺栓几何模型建立 4.1.2 螺栓弹塑性模型设定 4.1.3 单元属性与网格划分 4.1.4 接触对与预紧单元设定 4.1.5 约束与载荷设定 4.2 有限元结果分析 4.3 不同预紧力分析结果 4.4 本章小结第5章 螺栓疲劳仿真 5.1 疲劳分析软件简介 5.2 高强螺栓疲劳有限元分析 5.2.1 定义载荷时间历程 5.2.2 材料参数导入 5.2.3 有限元结果导入 5.3 螺栓疲劳分析 5.4 预紧力对螺栓寿命的影响 5.5 表面粗糙度对高强螺栓寿命的影响 5.6 本章小结结论参考文献致谢
文章来源
类型: 硕士论文
作者: 汤占洲
导师: 李宏亮
关键词: 高强螺栓,有限元分析,预紧力,寿命,力学试验
来源: 哈尔滨工程大学
年度: 2019
分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑
专业: 力学,船舶工业
单位: 哈尔滨工程大学
分类号: U664.121;O346.2
总页数: 69
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标签：高强螺栓论文; 有限元分析论文; 预紧力论文; 寿命论文; 力学试验论文;
