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彈性螺栓的應用與研究

作者:admin來源:本網 日期:2017-6-28 14:14:26 人氣: 標簽:

竞彩篮球让分胜负开奖 www.pjvfgq.com.cn   在航空發動機設計過程中,由于結構、使用和維修等原因,相當多的零、組件需要彼此連接。因此,用于把兩個或兩個以上的零、組件連接成一個整體的竞彩篮球让分胜负开奖是發動機設計中不可缺少的基礎元件。由于航空發動機工作環境特殊,其所用的緊固連接件必須有良好的可靠性和足夠的壽命,才能夠經得起苛刻的環境條件和載荷變化的考驗,確保飛機安全、高效飛行。

  近年來,隨著航空航天技術的高速發展,對外合作交流的增多,國外不少新的連接結構及成型、強化等理論己被引進并應用,緊固件連接技術發展迅速。但由于國內加工條件、工藝水平的限制,很多新型緊固件的應用并不廣泛,且多數要到國外購買。直到近幾年,專業化生產不斷強化,新材料、新工藝不斷被采用,緊固件的制造水平才大幅度提高,新型緊固件的設計和應用得以更加廣泛和多樣化。

  螺紋連接件是緊固件中最重要的類型,螺紋連接的可靠性至關重要。螺栓連接構造簡單,安裝方便,應用極為廣泛。

  對于承受變載荷和沖擊載荷的螺栓,我們采用了柔性結構彈性螺栓,并在選材、結構、加工工藝等方面加以改進和優化,從而改善螺栓受力狀況,以適應被連接件的不同結構、材料特性以及復雜的受力要求。本文從合理選材、改進結構、表面強化等方面詳細闡述了彈性螺栓提高疲勞強度的措施。

  1彈性螺栓的基本形式及材料彈性螺栓是一種縮徑桿型疲勞螺栓,桿部橫截面積約為螺紋芯部面積的9C%,螺桿柔性大,能改善螺栓受力狀況,提高疲勞性能。彈性螺栓不僅能減小溫度對螺栓強度的影響,也適用于承受較大交變載荷、振動大的部位,其結構、形式見緊固件雖然尺寸簡單,但冶金質量、疲勞性能不容忽視。

  合理選材是我們設計高可靠性連接螺栓的主要措施之一。

  近年來,緊固件的選材逐漸向高熱、高強方向發展,牌號為GH2132的高溫合金作為一種耐熱不銹鋼己被廣泛采用,其特點是在650C以下具有高的屈服強度和持久、蠕變強度,具有較好的加工塑性。優質(YZ)GH2132高溫合金,是在GH2132基礎上提高合金純潔度,調整熱處理制度,從而使合金的熱強性和長期使用性能提高。筆者設計的彈性螺栓選用(YZ)GH2132材料,經反復試驗試車考核,性能優良,滿足設計需要。

  2彈性螺栓結構的優越性除優選材料外,我們還通過優化彈性螺栓結構、應用表面強化的工藝手段等方法有效提高螺栓的疲勞強度,具體措施:十二角螺栓頭部徑向尺寸較小,可有效減小安裝邊寬度。在安裝時能可靠地夾住并施加較大的力矩,裝拆方士研究生。

  便,使用十二角套筒扳手所需安裝空間也較小,這樣能使發動機結構緊湊,有效減輕重量。

  螺栓頭部鐓制成型,金屬流線合理,疲勞強度高,見頭部端面的減輕孔不僅可減輕重量,對頭部鐓制成型工藝也是十分有利的。

  鐓制螺栓頭部流線十二角螺栓頭部徑向尺寸較小對減小螺栓所受附加彎曲應力有利,因而可大大提高螺紋連接的疲勞強度。

  雖然我們在設計中對螺栓頭部支承面對光桿軸線跳動量己作從嚴要求,但在制造和安裝時,仍可能造成螺栓頭與螺桿不垂直,引起偏心彎矩,附加彎曲應力對螺栓疲勞斷裂的最初裂紋的形成有重要影響。較小的螺栓頭外徑可減小附加彎曲應力,大大降低軸向最大拉應力,相應地提高螺栓連接的疲勞強度。

  2頭下圓角及支承面由于頭部支承面與光桿轉接處是應力突變區此處也是螺栓的薄弱環節之一,除適當增大頭下轉接圓角外,還必須對圓角進行熱處理后的冷滾加工,以表面強化的方式提高轉接處的疲勞強度。

 ?、頻月菟ㄍ廢輪С忻姹礱嬤柿懇蟾?,可減小螺栓預緊時因局部應力增加而造成的變形,降低螺栓承受的偏心載荷。

  3柔性桿部彈性螺栓光桿直徑的減小,縮減了螺紋收尾到光桿處剖面的變化,有效緩解了螺紋收尾處的應力集中,從而提高了螺栓的靜強度和疲勞強度。

  降低溫度對疲勞強度的影響發動機為了減輕重量,提高推重比,往往會采用大量的鋁、鎂合金等輕型材料。當螺栓和連接安裝邊的材料不同,特別是兩種材料線膨脹系數差別較大時,會產生熱膨脹差,導致螺栓負荷增加,發生疲勞損壞。如使用彈性螺栓,螺栓的柔性增大,在彈性范圍內由于不同的膨脹而產生的負荷變化減小了,從而使從螺母支承面算起的第一、二扣薄弱螺紋處能安全適應,有效提高螺紋連接強度。

  減小交變載荷的應力幅當工作拉力在0~F之間變化時,螺栓拉力在Qp ~Q之間變化,螺栓所受的拉力變幅為F見螺栓應力水平一定時,影響零件疲勞強度的主要因素是應力幅,應力幅越小,疲勞強度越高。

  當工作拉力和剩余預緊力大小一定時,減小螺栓剛度或提高被連接件剛度,都能達到減小螺栓拉力幅,因而減小螺應力為:螺栓總拉力Q可表示為:Qp螺栓所受預緊力Ch螺栓拉伸剛度Cm被連接件壓縮剛度F螺栓工作拉力假定螺栓危險剖面直徑為‘則螺栓危險剖面的最大拉最小拉應力為:由式(1)(2)(3)可得應力幅為:由式(4)可知,減小螺栓剛度或提高被連接件剛度,都能達到減小螺栓應力幅,提高疲勞強度的目的。

  4強化螺紋減輕應力集中采用大圓弧底的M加強螺紋,提高螺紋疲勞強度螺栓螺紋在熱處理后一次滾壓成型滾制螺紋比切削螺紋疲勞性能好,這是因為:滾壓螺紋時,在螺紋表面特別是螺紋牙底形成了表層的殘余壓應力,當零件在外載作用下,螺栓表面的殘余應力與外界交變應力中的拉應力相互抵消使實際承受的拉應力降低,從而降低了零件的實際應力水平。此外壓應力區比拉應力區使金屬原子間滑移困難從而提高了螺栓的疲勞壽命。

  螺紋表面的冷作硬化加強了表面層對變形和斷裂的抵抗力。

  有更好的表面完整性,提高了螺紋的表面質量,減少了應力集中。

  避免了脫碳對強度的影響。

  滾壓螺紋后再進行熱處理,會產生應力釋放,從而喪失滾壓螺紋的好處。實踐證明,熱處理后滾壓螺紋可獲得再生壓應力的全部好處,比熱處理前滾螺紋其抗拉疲勞性能可提高5~8倍。

  彈性螺栓是一種外形減輕,并能有效提高疲勞強度的螺栓結構。使用彈性螺栓能減小溫度及振動對螺栓強度的影響,適用于連接兩種材料線膨脹系數差別較大的部位,也適用于承受較大交變載荷,振動大的部位。另外,現代飛機因緊固件減輕重量帶來的經濟效果己遠遠超出其因制造加工帶來的成本的增加。因此,彈性螺栓有著廣闊的發展前景。

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