螺纹深度和螺距对螺纹连接强度影响的有限元分析-涂文兵

：1005-0523（2017）02-0118-0634220174JournalofEastChinaJiaotongUniversityVol.34No.2Apr.，2017：2016－10－26：（20151BAB216017，20161BAB206151）：（1983—），，，，。，，，，（，330013）：，。，333-。、。，、，，。：；；；；：U463.55：A，。，。KENNY[1]M30，SOPWITH、。[2]-、。[3]，、。[4]，，，，、。[5]，、、、、。[6]Yamamoto，，。Chen[7]，。Yang[8]，。[9]，，。[10]，Yamamoto，，。[11]、，，、。，DOI:10.16749/j.cnki.jecjtu.2017.02.01721Tab.1Geometricalparametersofthreadedconnection1.2、2D3D，2D[12]。，，，2D；；，，5%，。SolidQuad8node82。300M，，=7830kg/m3，E=206GPa，=0.3，=1220MPa。1，374111255。1.3，、；，，F=4kN，28。，，2DTARGE169、CON-TA172，0.1。1Fig.1FEMmodeloftheThreadedConnectiondd1PHh13631.67043.4642.16523632.53643.4641.73233633.40243.4641.29943632.75232.5981.62453633.83521.7321.083，：、、，、。M36，ANSYS。、，、，。11.1M36，1。mm11920172Tab.2Comparisonofstaticsparameters/kN/mm/MPa/MPa/%431.675.0785.3154.67，4.67%，，。2.2323。23：h1=2.165mm，h2=1.732mmh3=1.299mm，。，，。，，，，22.1σ=4Fπd12（1）：F，N；d1，mm；σ，MPa。，9.813MPa，，0.817MPa，，5.315MPa。2，，（1）。2Fig.2Stressdistributionofthreadedconnectionunderdifferentthreaddepth（a）h1=2.165mm（b）h2=1.732mm（c）h3=1.299mm3Tab.3Maximumstressonthreadrootatdifferentthreaddepth/mm/MPa12.1659.81321.73220.14231.29928.19012022.3354。54：P1=4mm，P2=3mmP3=2mm。，，，，4Tab.4Maximumstressonthreadrootatdifferentthreadpitch/mm/MPa149.8134321.4895228.7175Fig.5Stressdistributionatdifferentthreadpitch3Fig.3Locationlogoofthreadedconnection4h1=2.165mmFig.4Stressondifferentlocationofthreadrootwhenh1=2.165mm，：（a）P1=4mm（b）P2=3mm（c）P3=2mm/MPa12108642012345，，。34。4：，，，，，。121201765：，。，。，，，。F2=8kNF1=4kN2，F3=12kNF1=4kN3，，。3M36，333，、，：1），。，，。2），，6Fig.6Stressdistributionatdifferentloads。，，，，，，。2.43、65。（a）F1=4kN（b）F2=8kN（c）F3=12kN5Tab.5Maximumstressonthreadrootatdifferentthreadpitch/kN/MPa/×10-4mm49.8137.432819.61614.321229.42721.481222，：。3），，。4），，。：[1]KENNYB，PATTERSONEA.Loadandstressdistributioninscrewthreads[J].ExperimentalMechanics，1985，25（3）：208-213.[2]，.、[J].，2006，28（4）：146-147.[3]，，，.[J].，2008，30（5）：823-828.[4]，，.[J].，2009，32（9）：1028-1031.[5]，，，.[J].，2010，46（9）：171-178.[6]，，，.[J].，2010，29（2）：208-211.[7]CHENSJ，ANQ，ZHANGY，etal.Loadinganalysisonthethreadteethincylindricalpipethreadconnection[J].JournalofPressureVesselTechnology，2010，132（3）：1-8.[8]YANGG，HONGJ，ZhuL，etal.Three-dimensionalfiniteelementanalysisofthemechanicalpropertiesofhelicalthreadconnec-tion[J].ChineseJournalofMechanicalEngineering，2013，26（3）：564-572.[9]，，.[J].，2013（6）：816-822.[10]，，.[J].，2015（10）：33-37.[11]，.[J].，2016，54（4）：37-40.[12]ZHAOHUA.Anumericalmethodforloaddistributioninthreadedconnections[J].JournalofMechanicalDesign，1996，118（2）：274-279.[13]，，.[J].，2002，19（2）：39-41.FEMAnalysisoftheEffectofThreadPitchandDepthonStrengthoftheThreadedConnectionTuWenbing，HeHaibin，WangXiaoxin，ZouYinhui，ZhouHaohao（SchoolofMechatronicsandVehicleEngineering，EastChinaJiaotongUniversity，Nanchang330013，China）Abstract：Thethreadedconnectionisacommonpartsconnectioninmechanicalindustry,anditsconnectionstrengthhasgreatinfluenceonthereliabilityofthepartsconnectionrelationship.Tostudytheinfluencefactorsofthestrengthofthreadedconnection,thefiniteelementmodelsofbolt-nutthreadconnectionwiththreetypesofthreaddepth,threetypesofpitchandthreetypesofloadwereestablished.Theinfluenceofthethreaddepth,pitchandloadingonthestrengthofthreadedconnectionwasanalyzedfromthestressofthreadrootandtheaxi-aldeformationofbolt.Theresultsshowedthatthethreadrootstressisinverselyproportionaltothethreaddepthandpitch,andtheboltaxialdeformationhasdirectratiorelationswithloading,whichprovidestheoreticalbasisforimprovingthestrengthofthreadedconnection.Keywords：threadedconnection；threaddepth；pitch；load；stress（）123