[发明专利]一种螺栓拉弯耦合等效试验方法

摘要

本发明涉及一种螺栓拉弯耦合等效试验方法，通过有限元软件对螺栓连接件进行仿真分析，并利用有限元软件建立附加弯矩试验工装模型，通过调整施加载荷参数与结构尺寸，准确模拟真实的螺栓连接件中螺栓的受力状态，通过拉弯耦合等效试验判断螺栓连接件是否满足设计要求，从而解决了目前连接螺栓局部试验时螺栓的受力状态无法模拟整体结构在轴弯剪载荷作用下的局部连接螺栓真实受力状态的难题，实现了真实大型螺栓连接结构中螺栓强度的试验考核，为真实大型螺栓连接结构提供了可靠保证。

主权项

一种螺栓拉弯耦合等效试验方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤(一)、通过有限元软件对螺栓连接件进行仿真分析，得到连接螺栓截面轴拉数据和连接螺栓截面弯矩数据，并以连接螺栓截面轴拉为横坐标，连接螺栓截面弯矩为纵坐标，绘制曲线1；步骤(二)、根据所述螺栓连接件中的上螺栓盒、下螺栓盒和连接螺栓的结构尺寸，利用有限元软件建立附加弯矩试验工装模型，所述附加弯矩试验工装模型包括上螺栓盒(1)、下螺栓盒(2)、垫块(3)和螺栓(4)，其中上螺栓盒(1)与下螺栓盒(2)通过螺栓(4)连接，垫块(3)位于上螺栓盒(1)与下螺栓盒(2)之间，并位于螺栓(4)的一侧；步骤(三)、利用有限元软件计算所述附加弯矩试验工装模型在施加轴拉载荷Fs下的连接螺栓截面轴拉数据和连接螺栓截面弯矩数据，并以连接螺栓截面轴拉为横坐标，连接螺栓截面弯矩为纵坐标，绘制曲线2，将曲线2与步骤(一)中得到的曲线1进行对比，若两条曲线峰值点、结束点的数据误差均≤5％，则进入步骤(四)；若两条曲线峰值点数据误差≤5％、结束点的数据误差＞5％，则对施加的轴拉载荷Fs进行调整，返回步骤(三)；若两条曲线峰值点数据误差＞5％、结束点的数据误差≤5％，则利用有限元软件对所述附加弯矩试验工装模型的上螺栓盒(1)、下螺栓盒(2)和垫块(3)的尺寸进行修改，返回步骤(三)；若两条曲线峰值点、结束点的数据误差均＞5％，则对施加的轴拉载荷Fs进行调整，同时利用有限元软件对所述附加弯矩试验工装模型的上螺栓盒(1)、下螺栓盒(2)和垫块(3)的结构尺寸进行修改，返回步骤(三)；步骤(四)、根据步骤(三)确定的附加弯矩试验工装模型制备附加弯矩试验工装，进行拉弯耦合等效试验，得到连接螺栓的极限承载能力参数，即连接螺栓拉断时对应的载荷F；将载荷F与步骤(三)中最终确定的轴拉载荷Fs进行对比，若F≥Fs，则步骤(一)中螺栓连接件满足设计要求，否则，步骤(一)中螺栓连接件不满足设计要求；所述步骤(三)中，设曲线1的峰值点横坐标为a1、纵坐标为b1，曲线2的峰值点横坐标为a2、纵坐标为b2，则曲线1与曲线2峰值点的数据误差ε1表示如下：ϵ1=(a2-a1a1)2+(b2-b1b1)2;]]>设曲线1的结束点横坐标为c1、纵坐标为d1，曲线2的结束点横坐标为c2、纵坐标为d2，则曲线1与曲线2结束点的数据误差ε2表示如下：ϵ2=(c2-c1c1)2+(d2-d1d1)2.]]>