凸面法兰连接下的螺栓载荷均匀性分析

作者：李玲; 杜旭阳; 王晶晶; 阮晓光^*; 蔡安江

来源：吉林大学学报（工学版）, 2023, 1-10.

• 螺栓法兰连接
• 弹性相互作用
• 预紧力
• 载荷均匀性

针对凸面法兰的预紧力不均匀问题，建立考虑弹性相互作用的模型，研究凸面法兰连接下的螺栓载荷均匀性。首先，将螺栓法兰连接结构一次弹性相互作用系数法推到多次，利用解析模型确定每个拧紧步数所有螺栓的初始预紧力；其次，建立螺栓法兰连接结构的三维有限元模型，通过与文献试验对比验证有限元模型的正确性，并探究了拧紧顺序和拧紧步数对螺栓预紧力的影响；最后，对比分析了对称拧紧工况下凸面法兰考虑弹性相互作用和不考虑弹性相互作用的结果。结果表明；拧紧方式为对称拧紧、拧紧步数为三步拧紧时各个螺栓受到弹性相互作用最小，最终的预紧力均匀性较好；在此基础之上，考虑弹性相互作用模型的结果进一步提高了最终预紧力的均匀性，且更贴近于目标预紧力。解决了由弹性相互作用引起的螺栓预紧力分散问题，研究结果可为螺栓法兰连接结构的安全性和可靠性设计提供指导。

• 单位
  机电工程学院; 西安建筑科技大学