横向载荷作用下螺栓临界松动载荷数值计算方法研究

来源：机械工程学报杂志2018年第5期北京时间：

作者：张明远, 鲁连涛, 唐明明, 曾东方

单位：西南交通大学牵引动力国家重点实验室 成都 610031

摘要：为明确螺栓抵抗松动的能力，指导螺栓在使用中的选型，以抑制螺纹面局部滑移为防松条件，通过对同一螺纹面周向不同位置的受力进行分析，推导得到了横向载荷作用下螺栓临界松动载荷的数值计算公式。采用横向振动试验装置和该数值计算方法，分别测试和计算了尺寸规格为M5的螺栓在夹紧力为2 000 N、2 500 N时的临界松动载荷。结果表明，夹紧力为2 000 N时临界松动载荷的试验与计算结果分别为302.5 N、280.3 N，2 500 N时试验与计算结果分别为372.5 N和350.4 N。两种夹紧力条件下试验与计算结果相对误差分别为7.3%（2 000 N）和5.9%（2 500 N），这验证了该数值计算方法的准确性及可靠性。基于该公式，分析了螺栓结构参数对临界松动载荷的影响。结果表明，增大夹紧力、螺纹面摩擦因数、螺栓直径以及牙型角，降低螺栓夹紧长度、螺纹升角，可以增大临界松动载荷，提高螺栓抵抗松动的能力。

关键词：局部滑移,临界载荷,螺栓,数值计算,松动；

基金资助：国家重点实验室自主研究课题（2015TPL_T16）和高速铁路基础研究联合基金（U1334206）资助项目。