考虑结合面接触刚度的螺栓连接松动行为研究

来源：振动与冲击杂志2025年第19期北京时间：

作者：李玲liling@xauat,，张晨卓,，李瑶,，王晶晶,，程福安

单位：1.西安建筑科技大学机电工程学院，西安710055；2.西安建筑科技大学西安市重型机械装备智能化技术重点实验室，西安710055

摘要：结合面接触刚度对螺栓松动行为有着显著影响。因此，引入结合面接触刚度模型，建立了考虑结合面接触刚度的螺栓松动模型，并与Nassar模型和螺栓松动试验结果对比验证了所建模型的准确性。基于所建立的模型，深入分析了螺栓尺寸、初始预紧力、摩擦系数及螺距等参数对临界横向载荷与预紧力变化的影响。结果表明：螺栓尺寸同为M12时，临界横向载荷随着初始预紧力、头下端面摩擦系数、螺纹面摩擦系数和螺距的增大分别相对提高了23%、66%和75%和8%，随牙型半角的提高相对降低了20.4%；M10螺栓临界横向载荷随螺距增大而先增后减，相对提高了3.5%；M8螺栓临界横向载荷随螺距增大先保持不变后降低，相对降低了1.1%；在相同的初始预紧力、头下端面摩擦系数、螺纹面摩擦系数、螺距和牙型半角情况下，临界横向载荷随螺栓尺寸的增大分别相对提高了44%、20%、57%、42%和45.6%；松动率随初始预紧力、头下端面摩擦系数、螺纹面摩擦系数和螺栓尺寸的增大而分别相对降低了15%、27.4%、8.7%和22.2%，随螺距、牙型半角和横向载荷幅值的增大而分别相对提高了28.3%、4.3%和11.6%。研究结果为优化螺栓连接设计提供了重要的参考依据。<br>

关键词：螺栓松动；横向载荷；接触刚度；临界横向载荷；残余预紧力；松动率