[發明專利]一種螺栓拉彎耦合等效試驗方法

有效

• 申請號: 201410286019.7
• 申請日: 2014-06-24
• 公開（公告）號: CN104090998B
• 公開（公告）日: 2017-04-05
• 發明（設計）人: 王斌;張希;林川;李林生;朱振濤;章凌;吳浩;曹昱;徐珊珊;曾杜娟
• 申請（專利權）人: 北京宇航系統工程研究所;中國運載火箭技術研究院
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 中國航天科技專利中心11009
• 代理人: 范曉毅

1.一種螺栓拉彎耦合等效試驗方法，其特征在于：包括如下步驟：

步驟(一)、通過有限元軟件對螺栓連接件進行仿真分析，得到連接螺栓截面軸拉數據和連接螺栓截面彎矩數據，并以連接螺栓截面軸拉為橫坐標，連接螺栓截面彎矩為縱坐標，繪制曲線1；

步驟(二)、根據所述螺栓連接件中的上螺栓盒、下螺栓盒和連接螺栓的結構尺寸，利用有限元軟件建立附加彎矩試驗工裝模型，所述附加彎矩試驗工裝模型包括上螺栓盒(1)、下螺栓盒(2)、墊塊(3)和螺栓(4)，其中上螺栓盒(1)與下螺栓盒(2)通過螺栓(4)連接，墊塊(3)位于上螺栓盒(1)與下螺栓盒(2)之間，并位于螺栓(4)的一側；

步驟(三)、利用有限元軟件計算所述附加彎矩試驗工裝模型在施加軸拉載荷F_s下的連接螺栓截面軸拉數據和連接螺栓截面彎矩數據，并以連接螺栓截面軸拉為橫坐標，連接螺栓截面彎矩為縱坐標，繪制曲線2,，將曲線2與步驟(一)中得到的曲線1進行對比，

若兩條曲線峰值點、結束點的數據誤差均≤5％，則進入步驟(四)；若兩條曲線峰值點數據誤差≤5％、結束點的數據誤差＞5％，則對施加的軸拉載荷F_s進行調整，返回步驟(三)；若兩條曲線峰值點數據誤差＞5％、結束點的數據誤差≤5％，則利用有限元軟件對所述附加彎矩試驗工裝模型的上螺栓盒(1)、下螺栓盒(2)和墊塊(3)的尺寸進行修改，返回步驟(三)；若兩條曲線峰值點、結束點的數據誤差均＞5％，則對施加的軸拉載荷F_s進行調整，同時利用有限元軟件對所述附加彎矩試驗工裝模型的上螺栓盒(1)、下螺栓盒(2)和墊塊(3)的結構尺寸進行修改，返回步驟(三)；

步驟(四)、根據步驟(三)確定的附加彎矩試驗工裝模型制備附加彎矩試驗工裝，進行拉彎耦合等效試驗，得到連接螺栓的極限承載能力參數，即連接螺栓拉斷時對應的載荷F；將載荷F與步驟(三)中最終確定的軸拉載荷F_s進行對比，若F≥F_s，則步驟(一)中螺栓連接件滿足設計要求，否則，步驟(一)中螺栓連接件不滿足設計要求。

2.根據權利要求1所述的一種螺栓拉彎耦合等效試驗方法，其特征在于：所述步驟(二)中建立的附加彎矩試驗工裝模型中的上螺栓盒(1)包括底板、背板和兩個側板，下螺栓盒(2)包括頂板、背板和兩個側板，墊塊(3)為立方體結構，墊塊(3)安裝位置避開螺栓(4)。

3.根據權利要求1或2所述的一種螺栓拉彎耦合等效試驗方法，其特征在于：所述步驟(二)中建立的附加彎矩試驗工裝模型中的上螺栓盒(1)的底板厚度、下螺栓盒(2)的頂板厚度和墊塊(3)厚度的總和等于步驟(一)中螺栓連接件中的上螺栓盒底板厚度與下螺栓盒頂板厚度之和。

4.根據權利要求1所述的一種螺栓拉彎耦合等效試驗方法，其特征在于：所述步驟(三)中對附加彎矩試驗工裝模型的上螺栓盒(1)、下螺栓盒(2)和墊塊(3)的尺寸進行修改，即對上螺栓盒(1)的底板、側板厚度，下螺栓盒(2)的頂板、側板厚度和墊塊(3)厚度進行調整，同時需要滿足附加彎矩試驗工裝模型中的上螺栓盒(1)的底板厚度、下螺栓盒(2)的頂板厚度和墊塊(3)厚度的總和等于步驟(一)中螺栓連接件中的上螺栓盒底板厚度與下螺栓盒頂板厚度之和。