[发明专利]一种确定螺栓连接结构装配间隙导致轴力损失量的方法

说明书

本发明涉及螺栓装配技术领域，尤其涉及一种确定螺栓连接结构装配间隙导致轴力损失量的方法，其包括如下步骤：S1、对螺栓连接结构建立有限元模型；S2、定义所述螺栓连接结构中各个零件之间的关系；S3、计算螺栓预紧轴力；S4、判断所述螺栓连接结构中各个零件所采用的材料是否存在非线性材料，如果是，则进行下一步；S5、定义非线性材料属性；S6、在螺栓上施加螺栓预紧力；S7、对所述有限元模型进行分析计算，得到所述螺栓连接结构中，被连接件接触面的接触压力与时间的关系曲线；S8、根据所述关系曲线计算所述螺栓连接结构的装配间隙导致轴力损失量。本发明能够提升计算精度和计算速度，而且适应性强。

技术领域

本发明涉及螺栓装配技术领域，尤其涉及一种确定螺栓连接结构装配间隙导致轴力损失量的方法。

背景技术

螺栓连接结构作为汽车零部件基本连接形式之一，负责保证被连接件之间的刚性连接关系。

在车辆工作过程中，螺栓连接结构要承受较大的、多变的冲击载荷作用，为了保证车辆的操控性和安全性，螺栓连接结构应提供满足各种使用工况的最小夹紧力，保证被连接件不发生相对窜动，同时应保证被连接件在最大预紧力作用下不发生塑性变形和破坏。但是，由于螺栓连接结构被连接零部件公差的原因，螺栓连接结构装配以后会存在一定的装配间隙，螺栓在紧固过程中为克服装配间隙会有一部分轴力损失，应当予以考虑。传统的螺栓连接结构装配间隙导致轴力损失量是通过台架试验测试方法获得，受试验设备、试验场地和试验人员多方面限制，试验周期较长且结果离散度较大。

因此，需要一种确定螺栓连接结构装配间隙导致轴力损失量的方法来解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种确定螺栓连接结构装配间隙导致轴力损失量的方法，能够提升计算精度和计算速度，而且适应性强。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种确定螺栓连接结构装配间隙导致轴力损失量的方法，包括如下步骤：

S1、对螺栓连接结构建立有限元模型；

S2、定义所述螺栓连接结构中各个零件之间的关系；

S3、计算螺栓预紧轴力；

S4、判断所述螺栓连接结构中各个零件所采用的材料是否存在非线性材料，如果是，则进行下一步；

S5、定义非线性材料属性；

S6、定义所述螺栓连接结构中各个零件的边界条件，在螺栓上施加螺栓预紧力；

S7、对所述有限元模型进行分析计算，得到所述螺栓连接结构中，被连接件接触面的接触压力与时间的关系曲线；

S8、根据所述关系曲线计算所述螺栓连接结构的装配间隙导致轴力损失量。

可选地，所述步骤S1中，有限元模型中各零件模型的装配位置与实际所述螺栓连接结构中各零件的装配位置一致，而且有限元模型中各零件模型的装配不存在结构干涉。

可选地，所述步骤S2中，包括如下步骤：

S21、建立被连接件的约束点，同时对所述被连接件全约束；

S22、建立螺栓预紧截面；

S23、建立螺栓与所述被连接件之间的接触面。

可选地，所述步骤S3中，利用如下公式计算螺栓预紧轴力：