[发明专利]一种带防松垫圈的螺栓连接结构及其建模方法

权利要求书

1.一种带防松垫圈的螺栓连接结构，包括长悬臂梁(1)、短悬臂梁(2)、连接螺栓(3)和防松垫圈(4)，其特征在于：所述长悬臂梁(1)的一端开设有第一固定孔(11)，长悬臂梁(1)的另一端开设有第一螺栓孔(12)，所述短悬臂梁(2)的一端开设有第二固定孔(21)，短悬臂梁(2)的另一端开设有第二螺栓孔(22)，所述防松垫圈(4)包括上垫圈(41)和下垫圈(42)，上垫圈(41)和下垫圈(42)的中心均开设有通孔(411)，上垫圈(41)和下垫圈(42)相邻的一侧分别连接有第一卡合面(412)和第二卡合面(421)，上垫圈(41)和下垫圈(42)相背的一侧分别设有第一接触面(413)和第二接触面(422)，第一接触面(413)与长悬臂梁(1)靠近第一螺栓孔(12)的一端相接，第二接触面(422)与短悬臂梁(2)靠近第二螺栓孔(22)的一端相接，所述连接螺栓(3)依次贯穿第二螺栓孔(22)、通孔(411)和第一固定孔(11)，且连接螺栓(3)的上端通过螺母啮合。

2.根据权利要求1所述的一种带防松垫圈的螺栓连接结构，其特征在于：所述第一接触面(413)和第二接触面(422)均为非平面结构。

3.根据权利要求1所述的一种带防松垫圈的螺栓连接结构，其特征在于：所述第一螺栓孔(12)和第二螺栓孔(22)均与连接螺栓(3)啮合。

4.根据权利要求1所述的一种带防松垫圈的螺栓连接结构，其特征在于：所述第一卡合面(412)和第二卡合面(421)表面设有楔形自锁结构，第一卡合面(412)和第二卡合面(421)啮合。

5.根据权利要求1所述的一种带防松垫圈的螺栓连接结构，其特征在于：所述连接螺栓(3)为M8螺杆。

6.一种如根据权利要求1所述的带防松垫圈的螺栓连接结构的建模方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：建立实体：用三维建模软件SolidWorks建立悬臂梁式螺栓结构三维模型；

S2：定义实体材料：分别为长悬臂梁(1)、短悬臂梁(2)、连接螺栓(3)和防松垫圈(4)进行实体定义，长悬臂梁(1)、短悬臂梁(2)和防松垫圈(4)的材料属性按照45号钢来处理，密度为7850kg/m3，弹性模量为210Gpa，泊松比为0.3，实体单元采用C3D8R单元；

S3：定义装配关系：将第一接触面(413)和第二接触面(422)用近似薄层(5)进行等效替代，将之前所述结构中的实际防松垫圈(4)结构用等效后的薄层(5)加防松垫圈(4)的结构进行等效替代；

S4：设置分析步与输出变量：改变连接螺栓(3)载荷大小，输出弯曲模态的固有频率；

S5：定义接触类型：设置各接触面之间的接触，摩擦系数取0.15；

S6：设置边界条件及载荷：将长悬臂梁(1)末端的所有自由度进行约束，在螺杆的某一截面上施加螺栓载荷，采用线性摄动，频率分析步求解；

S7：划分网格：建立坐标轴，Y轴为固有频率，单位Hz，X轴为预紧力，单位N；

S8：提交及监控模型：提取不同预紧力下结构的前六阶弯曲模态的固有频率；

S9：查看输出，分析结果：随薄层(5)弹性模量的增加，结构对应的固有频率呈递增趋势。