【摘 要】
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高强度螺栓作为钢结构重要连接方式之一,在国内外建筑、桥梁和机械等钢结构紧固件连接工程中得到了广泛的应用。在高强螺栓使用过程中,高强螺栓受拉时的疲劳力学性能是国内尚
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高强度螺栓作为钢结构重要连接方式之一,在国内外建筑、桥梁和机械等钢结构紧固件连接工程中得到了广泛的应用。在高强螺栓使用过程中,高强螺栓受拉时的疲劳力学性能是国内尚未成熟的研究内容。本文以螺栓球节点连接作为研究对象,分别利用ABAQUS和fe-safe软件建模,结合常幅疲劳试验数据分析,对高强螺栓的应力集中现象和疲劳寿命进行研究,结果如下:(1)高强螺栓的疲劳是螺栓球节点疲劳的主要原因。对材质为40Cr的高强螺栓常幅疲劳试验数据的收集和分析,分别对有效数据进行全部数据点回归分析和单独对不同规格螺栓的试验数据回归分析,得到了相关度不同的回归曲线和三个应力水平下的安全疲劳寿命,若以N=2×106为基准期,由回归曲线得到的62 10[?]??不一致,建议进行更多的试验来确定其值;(2)得到不同规格的高强螺栓的应力集中系数,利用经验公式计算出疲劳缺口系数,认为随着高强螺栓螺纹沟底直径与螺栓公称直径的比值增大,疲劳缺口系数也随之增大;(3)得出了三种规格的高强螺栓疲劳寿命,结果显示最小的疲劳寿命处与试验中螺栓断裂处吻合,随着高强螺栓的螺栓螺纹沟底直径与螺栓公称直径的比值增大,高强螺栓的疲劳性能下降;(4)高强螺栓疲劳寿命与应力比有关,疲劳设计时应适当考虑应力比的影响;表明粗糙度的增大会导致高强螺栓的疲劳力学性能下降。本文针对高强螺栓疲劳性能展开研究,使用了全尺寸模型(高强螺栓-螺栓球)来进行有限元分析,对高强螺栓受拉疲劳设计规范有一定的参考价值。
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