[收稿日期]２０２３－０２－２６[基金项目]安徽省高等学校自然科学研究项目(２０２２ＡＨ０５１８７６)ꎻ安徽省省级课程类建设项目(２０２１ｘｓｘｘｋｓ１１５)[作者简介]侯培海(１９８５—)ꎬ男ꎬ安徽合肥人ꎬ安徽新华学院智能制造学院副教授/高级工程师ꎬ硕士ꎬ主要从事机械强度设计及疲劳寿命预测研究ꎮｄｏｉ:１０.３９６９/ｊ.ｉｓｓｎ.２０９７￣３１１Ｘ.２０２３.０２.０１６单螺栓联接结构接触状态转变及接触应力分布侯培海(安徽新华学院智能制造学院ꎬ安徽合肥２３００８８)[摘要]基于接触滑动理论ꎬ建立单螺栓搭接板有限元分析模型ꎬ对结合面接触状态的转变及接触应力的分布进行研究ꎮ研究发现螺栓预紧力作用下接触应力分布在螺孔周围ꎬ同时连接表面发生微动现象ꎮ随着横向载荷的施加ꎬ结合面由黏着状态逐渐转变为滑动状态ꎬ当摩擦力不足以抵抗横向载荷时ꎬ螺栓结构开始松动ꎬ螺孔一侧出现剪切应力ꎬ并随着载荷逐渐增加ꎮ螺栓预紧力越大ꎬ出现松动时的横向载荷越大ꎬ松动时孔周应力增加ꎮ[关键词]螺栓联接ꎻ螺栓预紧力ꎻ接触应力ꎻ滑动理论[中图分类号]ＴＨ１２１[文献标识码]Ａ[文章编号]２０９７￣３１１Ｘ(２０２３)０２￣００８４￣０５普通螺栓联接结构依靠被联接件之间的摩擦力传递载荷ꎬ当仅承受横向载荷时ꎬ在被联接件接触区域易发生滑移松动ꎬ松动是螺栓联接结构的主要失效形式ꎬ许多工程事故与螺栓联接的松动失效有关ꎮ围绕螺栓联接结构松动过程及影响因素ꎬ国内外学者已经进行了大量有益研究[１－３]ꎮ江文强和墨泽[４]建立双层螺栓联接结构ꎬ通过仿真分析研究螺栓联接结构的能量滞回曲线及螺纹接触状态的变化规律ꎮＩｂｒａｈｉｍ等[５]研究发现在交变载荷作用下ꎬ接触面的摩擦降低了螺栓的预紧作用ꎬ导致螺母发生转动ꎬ进而产生松动ꎮＬｉｕ等[６]通过试验发现ꎬ随着载荷的持续作用ꎬ接触面间的磨损颗粒会堆积在一起ꎬ使得轴向力出现逐渐减小趋势ꎮＩｚｕｍｉ和Ｓａｋａｉ等[７]研究发现在螺纹接触部位存在稳定黏着、部分黏着和无黏着等三种状态ꎬ只有当接触面仅存在无黏着状态时ꎬ才会发生松动ꎮＮａｓｓａｒ等[８]研究发现ꎬ当螺栓联接结构承受过大的横向载荷时ꎬ联接板接触面的材料会发生屈服失效ꎬ进而导致整个结构的松动ꎮ徐耀康等[９]和Ｃａｓｓｅｓｅ等[１０]研究温度对螺栓联接结构性能的影响ꎬ发现随着温度升高及时间的增加ꎬ螺栓材料会出现应力松弛现象ꎬ造成接触面松动的加剧ꎮ笔者在前人研究的基础上ꎬ建立单...
