考虑拧紧力矩的螺栓疲劳可靠性评估方法

作者：李承觊; 周也力; 孙博^*; 杨西

来源：机械设计, 2021, 38(10): 22-27.

DOI：10.13841/j.cnki.jxsj.2021.10.003

• 螺栓
• 可靠性评估
• 疲劳寿命
• 拧紧力矩
• 应力强度干涉
• 疲劳试验

针对航天产品中螺栓易发生疲劳失效的问题,提出了一种考虑拧紧力矩的螺栓疲劳可靠性评估方法,对比传统的疲劳可靠性评估方法,其更加符合螺栓的实际受力情况,得出的螺栓疲劳可靠性分析结果更为精确。首先,在现有的螺栓疲劳试验标准GJB 715.30A—2002的基础上,通过施加拧紧力矩得出螺栓的疲劳寿命分布结果。其次,将螺栓的疲劳寿命分布结果代入广义的"应力-强度干涉模型",将试验得出的疲劳寿命视为"强度",标准规定的设计寿命视为"应力",计算获取螺栓的疲劳可靠度。最后,考虑了满足不同工程需求的设计寿命取值,给出了螺栓的疲劳可靠度变化曲线。研究结果表明,拧紧力矩的施加会导致螺栓疲劳可靠度的下降,当螺栓的设计寿命采用标准规定的65 000次时,较之未施加拧紧力矩的螺栓,其可靠度下降5%左右。

• 单位
  北京航空航天大学; 中电科航空电子有限公司