螺栓在高温下的蠕变松弛分析

基于非线性理论,运用ANSYS软件建立了螺栓的一维模型。在温度荷载下进行了螺栓的蠕变分析。研究结果对螺栓的有效应用具有一定的指导意义。

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螺栓在高温下的蠕变松弛分析王凯杨军常成杨春龙太原 005) 30 1 (中北大学机电工程学院，山西摘

要：基于非线性理论，运用 A YS软件建立了螺栓的一维模型。在温度荷载下进行了螺栓的蠕变 NS

分析。研究结果对螺栓的有效应用具有一定的指导意义。 关键字：非线性；A Y NS S;螺栓；蠕变分析

Th e p An l sso l d rHi h T m p r t r eCr e a y i f Bot Un e g e eau eW ANG i YAN G u Ka, J n, CHA N G e g, YAN G u Lo g Ch n Ch n n

( olg f c a ia E gn eig r iesyo hn,a u nS ax 3 0 C ia C l eo h nc l n ie r, t Unv ri f iaT i a h n i 0 5,hn ) e Me n No h t C y 0 1Absr c: e lD o lo l wa sa ls e h o h t eANS o w a e b s d o n—i a e r nd t e t a tTh — m de fbot se tb ih d t r ug h YS s f r a e n no l t ne rt o y a h h

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金属的应力松弛是指金属在高温和应力状态下，如

引言

维持总变形不变，随着时间的延长，应力逐渐降低的现

螺栓是机械工程中常用的紧固件，在汽车，空，象。它航 在松弛过程中，由于弹性变形减小，塑性变形增加，

土木，机械等各个行业中发挥着举足轻重的作用，对于所以应力降低，后就不能保证结合面的密合。实际上最这一部件的强度分析和寿命分析一直以来是人们所关金属的松弛过程就是金属在高温下弹性变形自

动转变注的问题，将 A YS应用于螺栓的设计优化中，不仅为塑性变形的过程。 NS 可以减小成本，而且可以提高螺栓的性能。

由于材料本身非线性的应力。变关系导致的结构应

由于所处环境的影响，螺栓在实际应用中经常会处响应非线性叫材料非线性，除了材料本身固有的应力一

于高温的状态，比如发动机上的螺栓，随着时间的推移，应变关系外， 加载过程的不同，结构所处环境的变化均

螺栓会渐渐松弛并对结构的安全性产生很大影响，因可导致材料的应力一应变的非线性关系，因此本文研究

此，本文利用 A S对螺栓在高温下的蠕变松弛进行的蠕变分析属于材料非线性分析。 N YS了分析，并给出了预紧力和轴力随时间的变化情况，从而给实际应用提供一些理论指导。

2、螺栓蠕变分析过程21定义单元类型 .

1蠕变、

定义螺栓的单元类型为 Src rl ik D a, t t a Ln,2 s rl uu p

金属的蠕变是指金属在高温下，即使其所受的应力此单元由 2个结点定义，有 2个自由度，此单元具有弹

低于金属在该温度的屈服点，在这样的应力长期作用性、塑性、膨胀、蠕变、应力刚化、大变形等功能。单下，也会发生缓慢的但是连续的塑性变形。元外形如图 l示。图中 I所，J为结点号。

▲蟊磊

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