[发明专利]螺栓预紧力施加方法、装置、设备及存储介质

说明书

本发明公开了一种螺栓预紧力施加方法、装置、设备以及计算机可读存储介质，涉及螺栓连接机械结构技术领域，该方法包括利用拉伸器对螺栓施加预先确定的预设拉伸力；当螺栓在预设拉伸力的作用下处于拉伸状态时，对螺栓对应的螺母进行旋合拧紧操作；控制拉伸器卸载对螺栓施加的预设拉伸力；其中，预设拉伸力为螺栓施打预紧后的残余预紧力达到要求预紧力时，对应的施打预紧过程对螺栓施加的拉伸力作为预设拉伸力。本申请中预先对螺栓施打预紧过程进行仿真，从而确定螺栓的残余预紧力大于要求预紧力条件下，所对应的施打预紧过程的拉伸力大小，并以此对螺栓进行施打预紧，有利于保证高强度螺栓连接各种机械部件和设备的安全性和可靠性。

技术领域

本发明涉及机械连接结构技术领域，特别是涉及一种螺栓预紧力施加方法、装置、设备以及计算机可读存储介质。

背景技术

螺栓是各种机械结构中应用较为普遍的连接固定零部件。例如，在应用于连接大型风电机组等设备中的关键部位时，大多需要采用高强度螺栓连接；并且为了保证螺栓连接面连接的可靠性，可以对螺栓施打预紧，使得螺栓具有一定的预紧力，增强螺栓的连接强度。但当对螺栓施打的预紧力不足时，可能会造成螺栓连接面出现滑移，螺栓孔附近出现开口现象等问题。而当螺栓应用于风电机组等设备中时，显然会对风电机组的正常运行造成一定影响，严重的甚至可能危害风电机组运行安全，进而造成重大经济损失。因此如何保证螺栓的预紧力满足高强度固定连接的需求，是业内需要重点关注的问题之一。

发明内容

本发明的目的是提供一种螺栓预紧力施加方法、装置、设备以及计算机可读存储介质，能够在一定程度上提高对螺栓施加的预紧力的可靠性和有效性，保证了螺栓的固定连接强度和安全性。

为解决上述技术问题，本发明提供一种螺栓预紧力施加方法，包括：

利用拉伸器对螺栓施加预先确定的预设拉伸力；

当所述螺栓在所述预设拉伸力的作用下处于拉伸状态时，对所述螺栓对应的螺母进行旋合拧紧操作；

控制所述拉伸器卸载对所述螺栓施加的所述预设拉伸力；

其中，预先确定所述预设拉伸力的过程包括：

对所述螺栓预紧力施加过程进行仿真，确定所述螺栓施打预紧后的残余预紧力达到要求预紧力时，对应的拉伸力作为所述预设拉伸力。

在本申请的一种可选地实施例中，对所述螺栓预紧力施加过程进行仿真的过程，包括：

建立所述螺栓、所述拉伸器以及通过所述螺栓相连接的结构部件的三维模型，并对所述三维模型进行六面体网格的有限元网格划分，获得三维有限元网格模型；

对向所述三维有限元网络模型中假体螺栓和假体拉伸器相互贴合的两个表面分别施加大小相同方向相反的拉伸力的过程进行仿真，以完成所述螺栓的螺栓拉伸阶段的仿真；

对保持所述假体螺栓和所述假体拉伸器的表面的所述拉伸力不变，并对所述三维有限元网格模型中的假体螺母的表面施加扭力矩的过程进行仿真，以完成螺母旋合阶段的仿真；

对卸载向所述假体螺栓和所述假体拉伸器施加的所述拉伸力，且卸载所述假体螺母的表面施加扭力矩的过程进行仿真，以完成卸载预紧阶段的仿真；

通过有限元求解确定所述卸载预紧阶段中所述假体螺栓的残余预紧力。

在本申请的一种可选地实施例中，对所述螺栓拉伸阶段的仿真包括：

在对所述假体螺栓和所述假体拉伸器施加拉伸力的过程中，若仿真输出的所述假体螺栓的横截面上的预紧力的大小达到所述拉伸力的大小，则所述螺栓拉伸阶段的仿真过程完成；

对所述螺母旋合阶段的仿真包括：