螺栓设计参数对连接状态的影响及轴向力可视化方法研究

摘要

螺栓结构的连接状态与轴向力密切相关，而轴向力受多因素的影响，在拧紧或者松动过程中不断变化且无法做到无传感器实时监测。首先，基于螺栓的外螺纹轮廓方程，建立了精细化的螺栓有限元模型。其次，基于此模型研究了螺纹接触面摩擦因数、牙型角、螺距对于螺栓预紧过程及松动过程的影响规律。最后，关联松动角度和轴向力，结合深度学习目标检测算法，将螺栓的轴向力信息可视化。研究结果表明：在拧紧和松动过程中，螺栓轴向力实现了可观和可控，同时螺栓在预紧相同角度的情况下，其轴向力随着螺距和牙型角的增大而增加；其预紧力矩随着螺纹接触面摩擦因数和螺距的增大而变大，但会随着牙型角的增大而变小。

关键词

摩擦因数 / 牙型角 / 螺距 / 深度学习 / 轴向力

基金资助

河南省自然科学基金项目(202300410431)