复杂振动和交变温度工况下高铁梯形螺栓连接松动规律

来源：振动与冲击杂志2025年第14期北京时间：

作者：朱志鹏，巩浩gongh00@bit,,，刘检华,,，张文涛，王清华，张萌，李鹏

单位：1.北京理工大学机械与车辆学院，北京100081;2.北京理工大学唐山研究院，河北 唐山063015;3.河北省智能装配与检测技术重点实验室,河北 唐山063015;4.中车唐山机车车辆有限公司，河北 唐山063035

摘要：梯形螺栓连接是高铁动车组设备舱裙板、底板等的主要连接方式，但是在服役过程中长期承受剧烈振动载荷和高低温环境载荷，导致梯形螺栓易松动，引发疲劳断裂，给高铁的可靠运行带来了风险与挑战。针对这一问题，建立梯形螺栓连接精确有限元模型，仿真横向、纵向、弯曲和扭转振动，以及交变温度载荷，分析在这些振动与交变温度载荷单独和耦合作用下梯形螺栓的松动规律，并系统研究横向振动条件下初始预紧力、摩擦系数和被压件材料对螺栓松动的影响规律。研究结果表明，横向振动是导致梯形螺栓松动的主要载荷形式，弯曲振动只有在特定情况下才能引发螺栓松动，纵向振动、扭矩振动和交变温度载荷几乎不会导致松动，而且振动和交变温度载荷的影响相互独立。与普通螺纹和管螺纹结构相比，梯形螺栓连接的防松性能比这两种螺纹结构稍差，但是在相同条件下的应力集中降低了30%，这将显著提高梯形螺栓连接的承载能力和抗疲劳特性。<br>

关键词：高铁；梯形螺纹；振动；交变温度；松动