[发明专利]一种螺纹连接临界横向力的确定方法及装置

说明书

本发明提供了一种螺纹连接临界横向力的确定方法及装置，其中方法包括：创建螺纹连接模型；在垂直于螺栓模型轴向的预设方向上对活动板模型周期性施加第一预设数量周期的第一横向力和第一预设数量周期的第二横向力，并获取每一周期的测试预紧力；根据测试预紧力得到螺纹连接模型是否松动的判断结果，并根据判断结果确定临界横向力。在本发明的实施例中，在正式测试前先对活动板模型周期性地施加了第一横向力，加速应力再分配，充分考虑了应力再分配对测试的影响，使得在正式进行测试时，螺纹连接模型已完成应力再分配，进而有利于保证后续测试过程中的测试预紧力以及最终的临界横向力的准确性。

技术领域

本发明涉及机械工程技术领域，特别涉及一种螺纹连接临界横向力的确定方法及装置。

背景技术

螺纹连接是机械、建筑、交通、航空、航天、船舶、家具等领域中应用最广泛的连接方式之一，它可以产生很大的连接力，便于重复拆装，易于大批量生产，造价低廉。然而，周期性横向振动很容易导致内外螺纹旋转松动，这不仅会降低连接力，还会诱发螺纹连接结构件(如螺栓)的整体断裂，引发严重的安全事故。因此，准确计算内外螺纹旋转松动的临界横向力对于螺纹连接的防松设计至关重要。当前，有限元仿真已经成为研究螺纹连接松动和防松的重要方法，然而，传统的有限元仿真方法直接对螺纹连接施加横向振动，这忽略了应力再分布的影响，无法准确获得螺纹连接旋转松动的临界横向力。

发明内容

本发明实施例要达到的技术目的是提供一种螺纹连接临界横向力的确定方法及装置，用以解决当前对螺纹连接进行有限元仿真时，因忽略应力再分布的影响，无法准确获得螺纹连接旋转松动的临界横向力的问题。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种螺纹连接临界横向力的确定方法，包括：

创建螺纹连接模型，螺纹连接模型至少包括：螺栓模型、螺母模型以及活动板模型，其中，螺栓模型穿过活动板模型与螺母模型通过预设预紧力螺接；

在预设方向上对活动板模型周期性施加第一横向力，预设方向垂直于螺栓模型的轴向；

当第一横向力的施加周期达到第一预设数量时，在预设方向上对活动板模型周期性施加第二横向力，并获取每一周期的测试预紧力，第二横向力为预设的横向力等差数列中的第一个待选项；

当第二横向力的施加周期达到第二预设数量时，根据测试预紧力得到螺纹连接模型是否松动的判断结果，并根据判断结果确定临界横向力。

优选地，如上所述的螺纹连接临界横向力的确定方法，当横向力等差数列为递减数列时，根据判断结果确定临界横向力的步骤包括：

若确定螺纹连接模型发生松动，则在横向力等差数列中将第二横向力更新为已选项，且初始化螺纹连接模型，并返回执行在预设方向上对活动板施加第一预设周期的第一横向力的步骤；

若确定螺纹连接模型未发生松动，则确定第二横向力为临界横向力。

可选地，如上所述的螺纹连接临界横向力的确定方法，当横向力等差数列为递增数列时，根据判断结果确定临界横向力的步骤包括：

若确定螺纹连接模型未发生松动，则在横向力等差数列中将第二横向力更新为已选项，且初始化螺纹连接模型，并返回执行在预设方向上对活动板施加第一预设周期的第一横向力的步骤；

若确定螺纹连接模型发生松动，则在横向力等差数列中确定与第二横向力相邻的已选项所对应的横向力为临界横向力。

优选地，如上所述的螺纹连接临界横向力的确定方法，根据每一周期的测试预紧力判断螺纹连接模型是否松动的步骤包括：

将每一周期的测试预紧力根据周期顺序划分为多个区域，且每个区域包括第三预设数量的周期；

根据每个区域的第一个测试预紧力以及最后一个测试预紧力，得到每一个区域的预紧力变化率；