• ISSN 0258-2724
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振动条件下螺纹面磨损对紧固件抗松能力影响

张明远 鲁连涛 张远彬 张继旺 曾东方

倪玲霖, 史峰. 基于快递运输组织方案的快递竞争网络均衡[J]. 西南交通大学学报, 2013, 26(3): 525-531. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.2013.03.021
引用本文: 张明远, 鲁连涛, 张远彬, 张继旺, 曾东方. 振动条件下螺纹面磨损对紧固件抗松能力影响[J]. 西南交通大学学报, 2018, 53(3): 596-601. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.2018.03.022
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Citation: ZHANG Mingyuan, LU Liantao, ZHANG Yuanbin, ZHANG Jiwang, ZENG Dongfang. Effect of Thread Wear on Anti-Loosening Ability of Threaded Fastener under Vibration[J]. Journal of Southwest Jiaotong University, 2018, 53(3): 596-601. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.2018.03.022

振动条件下螺纹面磨损对紧固件抗松能力影响

doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.2018.03.022
基金项目: 

国家高速铁路基础研究联合基金资助项目 U1334206

详细信息
    作者简介:

    张明远(1990-), 男, 博士研究生, 研究方向为螺栓松动、材料疲劳失效, E-mail:myzhang90@163.com

    通讯作者:

    鲁连涛(1965-), 男, 研究员, 博士, 研究方向为金属材料疲劳, 结构失效分析, E-mail:luliantao@home.swjtu.edu.cn

  • 中图分类号: TH117.1

Effect of Thread Wear on Anti-Loosening Ability of Threaded Fastener under Vibration

  • 摘要: 为改善振动条件下螺纹紧固件抵抗松动能力,在紧固件横向振动试验装置上,测试了微粒子喷丸未处理及处理镀锌紧固件的抗松动能力,使用扫描电镜观察测量了试验前、后螺纹面磨损形貌和尺寸,建立了考虑螺纹面磨损深度的紧固件刚度模型,利用该模型计算分析了磨损深度改变对预紧力的影响.结果表明:未喷丸紧固件预紧力耐久极限为2.8 kN,喷丸紧固件为2.0 kN,未喷丸紧固件抗松动能力低于喷丸紧固件,未喷丸紧固件螺纹面发生严重磨损,喷丸紧固件螺纹面磨损轻微;螺纹面磨损深度随着滑移距离的增加而增加,紧固件预紧力随着螺纹面磨损深度的增加先呈线性降低,随后降低速度逐渐加快.螺纹面磨损降低了紧固件抵抗松动的能力.

     

  • 图 1  紧固件横向振动试验装置示意

    Figure 1.  Diagram of fastener transverse vibration apparatus

    图 2  预紧力与上钢板振动加速度关系

    Figure 2.  Relationship between vibration acceleration of the top plate and preload

    图 3  未喷丸及喷丸紧固件预紧力耐久极限的测定

    Figure 3.  Measurement of preload endurance limits of EZP and FPP-EZP

    图 4  预紧力2.0 kN时未喷丸及喷丸紧固件松动寿命

    Figure 4.  Loosening life of EZP and FPP-EZP at the preload of 2.0 kN

    图 5  未喷丸紧固件(2.0 kN,9.6×104次)试验前、后螺纹面形貌

    Figure 5.  Surface morphology of thread for EZP before and after test (2.0 kN, 9.6×104 cycles)

    图 6  喷丸紧固件(2.0 kN,1.3×105次)试验前、后螺纹面形貌

    Figure 6.  Surface morphology of thread for FPP-EZP before and after test (2.0 kN, 1.3×105 cycles)

    图 7  螺纹紧固件连接结构变形及刚度模型

    Figure 7.  Diagram of structure deformation and stiffness model of threaded fastener

    图 8  螺纹面磨损深度随滑移距离的变化曲线

    Figure 8.  Relationship between thread wear depth and sliding distance

    图 9  预紧力随螺纹面磨损深度的变化

    Figure 9.  The relationship between preload and wear depth

    表  1  试验紧固件材料力学性能

    Table  1.   Mechanical properties of the test fastener material

    名称 维氏硬度HV0.2 屈服强度/MPa 抗拉强度/MPa
    内部 表面
    EZP 187.8 186.4 245 410
    FPP-EZP 180.1 240.1 245 410
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    表  2  喷丸处理工艺参数

    Table  2.   Treatment parameters of fine particle peening

    丸粒材质 筛号 喷射压强/MPa 喷射距离/cm 覆盖率/%
    高速工具钢 300# 0.6 10 200
    下载: 导出CSV
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  • 收稿日期:  2016-10-25
  • 刊出日期:  2018-06-01

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