高锁钛合金螺栓偏心载荷下拉伸断裂仿真与强度预测
冯德荣1
郭绕龙1
余维林1
李超1
李召1
黄张东2
夏进启2
万强2
1.河南省紧固连接技术重点实验室,信阳 464000;河南航天精工制造有限公司,信阳 4640002.华中农业大学 工学院,武汉 430070
摘要：高锁钛合金螺栓偏心安装(螺栓头部与紧固板存在装配角度)会带来过早失效问题,严重影响航天飞行器的安全运行.而现有试验研究又难以获得螺栓断裂过程,继而影响断裂原因分析.同时,试验研究无法获得连续安装角度下螺栓断裂强度变化值.因此,针对偏心安装下高锁螺栓提前断裂的问题,通过有限元分析方法,结合试验对模型验证,利用有限元模型实现偏心安装下螺栓断裂过程可视化与不同角度偏心安装下螺栓抗拉强度预测.研究结果表明,有限元分析获得的安装角度0°与3°螺栓的抗拉强度和断裂位置与试验结果的一致性好,说明有限元模型具有较好的准确性;随安装角度的增大,螺栓头与螺纹均受到偏心载荷,产生的弯矩加剧了这两个区域的应力集中;角度<3°时螺纹处应力较大,角度≥3°时头部应力较大;有限元模型成功实现1°、2°、4°下的螺栓抗拉强度预测.研究结果有效揭示了偏心载荷作用下高锁钛螺栓的断裂机制,同时仿真模型可实现不同安装角度下螺栓抗拉强度预测,为偏心螺栓服役提供技术说明.
关键词：高锁螺栓有限元仿真装配角度断裂机制抗拉强度预测
分类号：TG115(金属学与热处理)
论文发表日期：2025-07-15
在线出版日期：2026-09-12（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：9( 33-41 )
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