航空航天緊固件綜述(合)改課件

航空航天緊固件綜述(合)改航空航天緊固件綜述(合)改1航空航天緊固件綜述(合)改課件2航空航天緊固件綜述(合)改課件3鈦及鈦合金比強度高：250N·m/kg，TC4為例，下同耐腐蝕：有涂層條件下與其他合金接觸35℃、3.5%鹽溶

液5個月最高可無強度損失耐高溫：可在400℃以下長期工作無磁性緊固件特點比強度：強度/密度鈦及鈦合金比強度高：250N·m/kg，TC4為例，下同緊4常用鈦及鈦合金材料牌號牌號類型主要用途說明TA1、TA2純鈦鉚釘、墊圈已逐漸被鈦鈮鉚釘取代TA15α花螺母、堵頭、螺塞多用于焊接承力結(jié)構(gòu)件TC4α+β螺栓、高鎖螺栓使用最多的鈦合金緊固件材料TC6α+β螺栓、螺母使用較少，用于需要減重、耐熱的場合TC16α+β螺栓、螺釘、自鎖螺母、環(huán)槽鉚釘用量少于TC4，使用溫度應(yīng)小于300℃TB2β鉚釘用于有強度要求且溫度小于200℃的場合TB3β螺栓、螺釘、螺母要求抗氧化、耐腐蝕、減重的場合緊固件特點常用鈦及鈦合金材料牌號牌號類型主要用途說明TA1、TA2純鈦5事故分析事件原因日本航空123號班機空難事件飛機機尾維修沒有按照規(guī)定安裝足夠數(shù)量的緊固鉚釘全日空波音787故障端子的螺母沒有固定好，導(dǎo)致該端子周邊發(fā)熱中華航空120號班機空難前襟翼擺動的金屬螺栓脫落美國航空191號班機空難螺絲金屬疲勞，最后引起引擎與機翼間掛架斷落緊固件事故事故分析事件原因日本航空123號班機空難事件飛機機尾維修沒有6研究方向結(jié)構(gòu)緊固件結(jié)構(gòu)研究方向結(jié)構(gòu)緊固件結(jié)構(gòu)7研究方向結(jié)構(gòu)（防松脫）航空天研究方向結(jié)構(gòu)（防松脫）航空天8研究方向結(jié)構(gòu)（防松脫）1.摩擦防松①彈簧墊圈防松彈簧墊圈材料為彈簧鋼，裝配后墊圈被壓平，其反彈力能使螺紋間保持壓緊力和摩擦力，從而實現(xiàn)防松。②對頂螺母防松利用螺母對頂作用使螺栓式中受到附加的拉力和附加的摩擦力。由于多用一個螺母，并且工作不十分可靠，目前已經(jīng)和少使用了。彈簧墊圈對頂螺母研究方向結(jié)構(gòu)（防松脫）1.摩擦防松彈簧墊圈對頂螺母9研究方向結(jié)構(gòu)（防松脫）航空天2.機械防松①槽形螺母和開口銷防松槽形螺母擰緊后，用開口銷穿過螺栓尾部小孔和螺母的槽，也可以用普通螺母擰緊后進行配鉆銷孔。②止動墊片螺母擰緊后，將單耳或雙耳止動墊圈分別向螺母和被聯(lián)接件的側(cè)面折彎貼緊，實現(xiàn)防松。如果兩個螺栓需要雙聯(lián)鎖緊時，可采用雙聯(lián)止動墊片。槽形螺母和開口銷防松止動墊片研究方向結(jié)構(gòu)（防松脫）航空天2.機械防松槽形螺母和開口銷防松10研究方向結(jié)構(gòu)（防松脫）航空天3.不可拆卸防松①沖邊法防松螺母擰緊后在螺紋末端沖點破壞螺紋②粘合防松通常采用厭氧膠粘結(jié)劑涂于螺紋旋合表面，擰緊螺母后粘結(jié)劑能夠自行固化，防松效果良好。研究方向結(jié)構(gòu)（防松脫）航空天3.不可拆卸防松11研究方向結(jié)構(gòu)（防松脫）航空天4.新型防松螺母①HardLock螺母（“永不松動螺母”）產(chǎn)品品種應(yīng)用領(lǐng)域HL型抗震防松螺母高鐵、高速列車動車組及地鐵車輛、船舶專用、載重汽車、特種汽車專用HLB型法蘭型抗震防松螺母軸承專用風電、水泵、柴油機、發(fā)動機專用研究方向結(jié)構(gòu)（防松脫）航空天4.新型防松螺母產(chǎn)品品種應(yīng)用領(lǐng)域12研究方向結(jié)構(gòu)（防松脫）航空天4.新型防松螺母①HardLock螺母（“永不松動螺母”）結(jié)構(gòu)原理HardLock螺母的構(gòu)思十分簡單，就是在螺母與螺絲之間揳入楔子以發(fā)揮防止松動的作用。研究方向結(jié)構(gòu)（防松脫）航空天4.新型防松螺母13研究方向結(jié)構(gòu)（防松脫）航空天4.新型防松螺母①HardLock螺母（“永不松動螺母”）結(jié)構(gòu)原理HardLock螺母的構(gòu)思十分簡單，就是在螺母與螺絲之間揳入楔子以發(fā)揮防止松動的作用。研究方向結(jié)構(gòu)（防松脫）航空天4.新型防松螺母14研究方向結(jié)構(gòu)（防松脫）航空天4.新型防松螺母①HardLock螺母（“永不松動螺母”）受力分析：P3：垂直緊固力（上螺母向上拉

螺栓，下螺母向下拉螺栓）P1、P2：水平緊固力基本上，凸螺母緊固，擰緊你自己指定的值，然后擰緊凹螺母（鎖緊螺母）扭矩的推薦量。在要使用這兩個凹凸螺母扭矩相同值的情況下，請與THARDLOCK產(chǎn)業(yè)直接咨詢。研究方向結(jié)構(gòu)（防松脫）航空天4.新型防松螺母基本上，凸螺母緊15研究方向結(jié)構(gòu)（防松脫）航空天4.新型防松螺母①HardLock螺母（“永不松動螺母”）檢測實驗實驗對象：M10-A2-70螺栓試驗方法：緊固件橫向振動試驗方法（GB/T10431-2008）實驗設(shè)備：橫向振動試驗機檢測項目：安裝扭矩、振動次數(shù)、預(yù)緊軸力、試驗時

間的變化曲線試驗條件：1）試驗頻率：12.5HZ2）空載振幅：±1.0mm3）潤滑條件：油脂4）振動次數(shù)：1500次

研究方向結(jié)構(gòu)（防松脫）航空天4.新型防松螺母16研究方向結(jié)構(gòu)（防松脫）航空天4.新型防松螺母①HardLock螺母（“永不松動螺母”）檢測實驗試驗結(jié)果：注：1.初始軸力欄，第一列為下螺母安裝時軸力，第二列為上螺母安裝后軸力。2.安裝扭矩欄，第一列為下螺母安裝時扭矩，第二列為上螺母安裝是扭矩。研究方向結(jié)構(gòu)（防松脫）航空天4.新型防松螺母注：1.初始軸力17研究方向結(jié)構(gòu)（防松脫）航空天4.新型防松螺母①HardLock螺母（“永不松動螺母”）檢測實驗試驗對比：

Hardlock在1020秒時仍然無異常，而其他防松脫螺栓結(jié)構(gòu)在短時間內(nèi)就出現(xiàn)松脫。1HZ=60cpm研究方向結(jié)構(gòu)（防松脫）航空天4.新型防松螺母Ha18研究方向結(jié)構(gòu)（防松脫）航空天4.新型防松螺母①HardLock螺母（“永不松動螺母”）實際松脫原因：

研究方向結(jié)構(gòu)（防松脫）航空天4.新型防松螺母19研究方向結(jié)構(gòu)（防松脫）航空天4.新型防松螺母②施必牢螺母定義：內(nèi)螺紋的牙底處有一個30°的楔形斜面，當螺紋緊固件相互配合時，外螺紋的牙尖緊緊的頂在內(nèi)螺紋上，因而產(chǎn)生很大的鎖緊力。研究方向結(jié)構(gòu)（防松脫）航空天4.新型防松螺母20研究方向結(jié)構(gòu)（防松脫）航空天4.新型防松螺母②施必牢螺母受力分析：施必牢螺母普通螺母早在年，俄國的學者苑科夫斯基從理論上對螺紋副進行了分析，得出各圈螺紋牙所承受載荷的分配情況，結(jié)果表明：普通標準螺紋的第一、第二圈螺紋牙受到的切應(yīng)力和摩擦破壞是非常嚴重的，甚至可能產(chǎn)生“滑牙”的現(xiàn)象。施必牢公司對于普通標準螺紋緊固件作了光彈實驗研究,特別對它作了受力分析,證實當擰緊力矩比較小時普通標準螺紋緊固件,其鎖緊力主要集中在第一牙的螺紋面上,螺栓的隨后各牙螺紋在螺母中幾乎都處在不受力狀態(tài);當擰緊力矩較大時,第一牙螺紋產(chǎn)生彎曲和剪切變形,才使第二牙的螺紋面承受應(yīng)力,并產(chǎn)生鎖緊力,其它各牙螺紋幾乎仍處在不受力狀態(tài)。研究方向結(jié)構(gòu)（防松脫）航空天4.新型防松螺母施必牢螺母普通螺21研究方向結(jié)構(gòu)（防松脫）航空天4.新型防松螺母②施必牢螺母對比實驗實驗對象：1）M10施必牢2型六角自鎖防脫螺母2）M10普通螺母實驗設(shè)備：振動試驗機試驗條件：1）試驗頻率：30.5Hz2）預(yù)緊力：18kN試驗結(jié)果：普通螺母14min后，自行松脫

施必牢螺母卻一直未脫落，直到180min后，

才出現(xiàn)松脫。研究方向結(jié)構(gòu)（防松脫）航空天4.新型防松螺母22研究方向結(jié)構(gòu)（連接形式）復(fù)合材料的連接形式研究方向結(jié)構(gòu)（連接形式）復(fù)合材料的連接形式23①鉚接適用范圍：在大型客機、新一代戰(zhàn)機的壁板、機翼、發(fā)動機進氣道等高傳載、高溫部件中都有使用鈦合金鉚釘連接。特點：鉚接結(jié)構(gòu)質(zhì)量輕、適用范圍廣、費用低，是目前最為廣泛的連接方法之一。通常在對強度要求不高而對耐蝕性能要求高的部位采用鈦合金鉚釘。研究方向結(jié)構(gòu)（連接形式）①鉚接研究方向結(jié)構(gòu)（連接形式）24適用范圍：一般用于連接主承力結(jié)構(gòu)（如機身、機翼梁結(jié)構(gòu)、發(fā)動機罩和推力換向器等），并且可重復(fù)裝配和拆卸。特點：在機械連接中，螺栓連接比鉚接可承受更高的載荷。研究方向結(jié)構(gòu)（連接形式）②栓接在實際應(yīng)用中，還常常使用膠-栓混合連接。適用范圍：一般用于連接主承力結(jié)構(gòu)（如機身、機翼梁結(jié)構(gòu)、發(fā)動機25研究方向結(jié)構(gòu)（連接形式）②栓接研究方向結(jié)構(gòu)（連接形式）②栓接26基本都集中在螺栓與各種復(fù)合材料連接的強度、疲勞、失效等連接性能的問題上。研究方式也從過去純理論上的有限元分析轉(zhuǎn)變?yōu)橛邢拊治雠c實際試驗相結(jié)合的方式。研究方向結(jié)構(gòu)（連接形式）②栓接科研情況（國家自然科學基金）文獻題目來源主題復(fù)合材料熱結(jié)構(gòu)螺栓連接剛度試驗分析方法南京航空航天大學學報常溫下預(yù)緊力矩與螺栓軸向力之間的關(guān)系，并給出了預(yù)緊力在高溫下矩修正公式復(fù)合材料螺栓聯(lián)接螺紋載荷分布規(guī)律研究復(fù)合材料學報基于有限元分析的螺栓螺紋載荷分布的研究高鎖螺栓干涉連接中極限干涉量機械工程學報通過有限元分析及試驗研究某型號高鎖螺栓的基線干涉量復(fù)合材料天線罩螺栓連接結(jié)構(gòu)損傷失效分析哈爾濱工程大學學報針對天線罩上的螺栓的有限元和試驗方式進行失效分析復(fù)合材料連接結(jié)構(gòu)強度研究與失效分析鄭州大學膠接、栓接不同參數(shù)下的有限元分析基本都集中在螺栓與各種復(fù)合材料連接的強度、疲勞、失效等連接性27研究方向結(jié)構(gòu)（連接形式）②栓接科研情況（國家自然科學基金）文獻題目結(jié)論復(fù)合材料熱結(jié)構(gòu)螺栓連接剛度試驗分析方法由于約束或各部分溫度變化不均勻，熱變形不能自由進行時,則在螺栓和連接件中會產(chǎn)生附加的熱應(yīng)力。復(fù)合材料螺栓聯(lián)接螺紋載荷分布規(guī)律研究在擰緊螺母的過程中，螺母繞螺栓旋轉(zhuǎn)的角度不同會導(dǎo)致內(nèi)外螺紋在局部的相對剛度發(fā)生變化；總體上，復(fù)合材料螺栓聯(lián)接的載荷分布比金屬聯(lián)接更均勻高鎖螺栓干涉連接中極限干涉量靜態(tài)安裝鈦合金高鎖螺栓時對疲勞壽命最有利的最大干涉量值為2%，且極限干涉量應(yīng)不大于2%復(fù)合材料天線罩螺栓連接結(jié)構(gòu)損傷失效分析試件發(fā)生初始層間開裂破壞之前，位移隨載荷增加基本呈線性增加，發(fā)生層間開裂時載荷出現(xiàn)小幅突降，位移將隨載荷的增加呈非線性增加復(fù)合材料連接結(jié)構(gòu)強度研究與失效分析復(fù)合材料螺栓連接，采用雙剪搭接形式時，應(yīng)力數(shù)值較小，具有較高的連接強度；研究方向結(jié)構(gòu)（連接形式）②栓接科研情況（國家自然科學基金）文28螺栓主要受力：拉應(yīng)力，扭轉(zhuǎn)應(yīng)力，有時還有剪應(yīng)力，特殊情況下有的還會受振動交變應(yīng)力作用；

研究方向

而螺母中最主要的應(yīng)力是螺紋的剪應(yīng)力。螺栓失效（強度失效）螺栓主要受力：拉應(yīng)力，扭轉(zhuǎn)應(yīng)力，有時還有剪應(yīng)力，29螺栓失效（強度失效）研究方向123

螺栓常見破壞位置與螺母配合部分的第一螺牙的根部（65%）

——截面積小，應(yīng)力集中，與加工狀態(tài)也有關(guān)系螺栓頭與螺桿的過渡區(qū)（20%）——此處材料易發(fā)生缺陷，表面處理導(dǎo)致微裂紋或者強化與未強化界面引起載荷傳遞問題，加工精度問題引起的圓角半徑過小等等螺紋與光桿部分的過渡區(qū)（15%）——應(yīng)力集中螺栓失效（強度失效）研究方向123螺栓常見破壞位置30螺栓失效（疲勞失效）

疲勞試驗采用交變載荷可測定緊固件材料的疲勞強度，并可繪制S-N曲線，進而觀察疲勞破壞現(xiàn)象和斷口特征，判斷其失效機理、失效形式等。螺栓疲勞分析一般分為兩種形式：對螺栓施加交變載荷；緊固復(fù)合材料板，對板施加交變載荷，則螺栓受到剪切力。研究方向螺栓失效（疲勞失效）疲勞試驗采用交變載荷可測31測試實驗橫向振動試驗做一連串可控制的振動模擬，測試產(chǎn)品在壽命周期中，是否能承受運送或振動環(huán)境因素的考驗，也能確定產(chǎn)品設(shè)計及功能的要求標準。

國內(nèi)普遍采用緊固件橫向振動試驗方法（GB/T10431-2008）鹽霧腐蝕試驗對緊固件的耐腐蝕性能測試采用中性鹽霧腐蝕試驗鹽霧腐蝕試驗按照國家標準GB/T10125-1997強度試驗利用拉伸試驗得到的數(shù)據(jù)可以確定材料的彈性極限、伸長率、彈性模量、比例極限、面積縮減量、拉伸強度、屈服點、屈服強度和其它拉伸性能指標。試驗條件嚴格按照國標GB/T3098.6-2010測試實驗32測試實驗疲勞試驗

彎曲疲勞試驗在彎曲疲勞試驗機上進行無損檢測

磁粉探傷磁粉探傷利用工件缺陷處的漏磁場與磁粉的相互作用，在適當?shù)墓庹諚l件下，顯現(xiàn)出缺陷位置和形狀，對這些磁粉的堆積加以觀察和解釋，就實現(xiàn)了磁粉探傷。

超聲波檢測超聲波進入物體遇到缺陷時，一部分聲波會產(chǎn)生反射，接收器可對反射波進行分析，就能異常精確地測出缺陷來，并且能顯示內(nèi)部缺陷的位置和大小，測定材料厚度等。它利用了鋼鐵制品表面和近表面缺陷（如裂紋，夾渣，發(fā)紋等）磁導(dǎo)率和鋼鐵磁導(dǎo)率的差異，磁化后這些材料不連續(xù)處的磁場將發(fā)生崎變，形成部分磁通泄漏處工件表面產(chǎn)生了漏磁場，從而吸引磁粉形成缺陷處的磁粉堆積——磁痕，測試實驗疲勞試驗它利用了鋼鐵制品表面和近表面缺陷（如裂紋，夾33MTS-NEW810液壓伺服試驗系統(tǒng)，可提供-100℃的試驗環(huán)境。測試實驗強度試驗試驗名稱：緊固件拉伸試驗。檢驗參數(shù)：①抗拉強度；②屈服點或條件屈服強度；③伸長率；④斷面收縮率。MTS-NEW810液壓伺服試驗系統(tǒng)，可提供-100℃的試驗34疲勞試驗機可施加特定的疲勞載荷，兩側(cè)引伸計可測量孔變形量。測試實驗疲勞試驗疲勞試驗機可施加特定的疲勞載荷，兩側(cè)引伸計可測量孔變形量。測35試驗機為完成上述試驗內(nèi)容，綜合我校裝備結(jié)構(gòu)分析國家重點實驗室設(shè)備及文獻中所使用的設(shè)備，對以下幾款疲勞試驗機做簡單介紹：測試實驗試驗機為完成上述試驗內(nèi)容，綜合我校裝備結(jié)構(gòu)分析36MTS及CSS電液伺服試驗機

可用于材料及零部件動靜態(tài)力學性能實驗。測定各種材料及構(gòu)件在拉壓及拉壓交變的正弦波、三角波、矩形波、斜波和隨機波等載荷譜下的疲勞特性，進行高低周疲勞試驗，程序塊疲勞試驗、隨機疲勞試驗和斷裂力學試驗等。試驗機MTS-810CSS-280I最大負荷±100kN±250kN頻率范圍0.001-40Hz0.001-40Hz其他垂直測試空間：1296mm配有環(huán)境箱（暫無資料）測試實驗試驗機MTS及CSS電液伺服試驗機可用于37敬請批評指正！敬請批評指正！38航空航天緊固件綜述(合)改航空航天緊固件綜述(合)改39航空航天緊固件綜述(合)改課件40航空航天緊固件綜述(合)改課件41鈦及鈦合金比強度高：250N·m/kg，TC4為例，下同耐腐蝕：有涂層條件下與其他合金接觸35℃、3.5%鹽溶

液5個月最高可無強度損失耐高溫：可在400℃以下長期工作無磁性緊固件特點比強度：強度/密度鈦及鈦合金比強度高：250N·m/kg，TC4為例，下同緊42常用鈦及鈦合金材料牌號牌號類型主要用途說明TA1、TA2純鈦鉚釘、墊圈已逐漸被鈦鈮鉚釘取代TA15α花螺母、堵頭、螺塞多用于焊接承力結(jié)構(gòu)件TC4α+β螺栓、高鎖螺栓使用最多的鈦合金緊固件材料TC6α+β螺栓、螺母使用較少，用于需要減重、耐熱的場合TC16α+β螺栓、螺釘、自鎖螺母、環(huán)槽鉚釘用量少于TC4，使用溫度應(yīng)小于300℃TB2β鉚釘用于有強度要求且溫度小于200℃的場合TB3β螺栓、螺釘、螺母要求抗氧化、耐腐蝕、減重的場合緊固件特點常用鈦及鈦合金材料牌號牌號類型主要用途說明TA1、TA2純鈦43事故分析事件原因日本航空123號班機空難事件飛機機尾維修沒有按照規(guī)定安裝足夠數(shù)量的緊固鉚釘全日空波音787故障端子的螺母沒有固定好，導(dǎo)致該端子周邊發(fā)熱中華航空120號班機空難前襟翼擺動的金屬螺栓脫落美國航空191號班機空難螺絲金屬疲勞，最后引起引擎與機翼間掛架斷落緊固件事故事故分析事件原因日本航空123號班機空難事件飛機機尾維修沒有44研究方向結(jié)構(gòu)緊固件結(jié)構(gòu)研究方向結(jié)構(gòu)緊固件結(jié)構(gòu)45研究方向結(jié)構(gòu)（防松脫）航空天研究方向結(jié)構(gòu)（防松脫）航空天46研究方向結(jié)構(gòu)（防松脫）1.摩擦防松①彈簧墊圈防松彈簧墊圈材料為彈簧鋼，裝配后墊圈被壓平，其反彈力能使螺紋間保持壓緊力和摩擦力，從而實現(xiàn)防松。②對頂螺母防松利用螺母對頂作用使螺栓式中受到附加的拉力和附加的摩擦力。由于多用一個螺母，并且工作不十分可靠，目前已經(jīng)和少使用了。彈簧墊圈對頂螺母研究方向結(jié)構(gòu)（防松脫）1.摩擦防松彈簧墊圈對頂螺母47研究方向結(jié)構(gòu)（防松脫）航空天2.機械防松①槽形螺母和開口銷防松槽形螺母擰緊后，用開口銷穿過螺栓尾部小孔和螺母的槽，也可以用普通螺母擰緊后進行配鉆銷孔。②止動墊片螺母擰緊后，將單耳或雙耳止動墊圈分別向螺母和被聯(lián)接件的側(cè)面折彎貼緊，實現(xiàn)防松。如果兩個螺栓需要雙聯(lián)鎖緊時，可采用雙聯(lián)止動墊片。槽形螺母和開口銷防松止動墊片研究方向結(jié)構(gòu)（防松脫）航空天2.機械防松槽形螺母和開口銷防松48研究方向結(jié)構(gòu)（防松脫）航空天3.不可拆卸防松①沖邊法防松螺母擰緊后在螺紋末端沖點破壞螺紋②粘合防松通常采用厭氧膠粘結(jié)劑涂于螺紋旋合表面，擰緊螺母后粘結(jié)劑能夠自行固化，防松效果良好。研究方向結(jié)構(gòu)（防松脫）航空天3.不可拆卸防松49研究方向結(jié)構(gòu)（防松脫）航空天4.新型防松螺母①HardLock螺母（“永不松動螺母”）產(chǎn)品品種應(yīng)用領(lǐng)域HL型抗震防松螺母高鐵、高速列車動車組及地鐵車輛、船舶專用、載重汽車、特種汽車專用HLB型法蘭型抗震防松螺母軸承專用風電、水泵、柴油機、發(fā)動機專用研究方向結(jié)構(gòu)（防松脫）航空天4.新型防松螺母產(chǎn)品品種應(yīng)用領(lǐng)域50研究方向結(jié)構(gòu)（防松脫）航空天4.新型防松螺母①HardLock螺母（“永不松動螺母”）結(jié)構(gòu)原理HardLock螺母的構(gòu)思十分簡單，就是在螺母與螺絲之間揳入楔子以發(fā)揮防止松動的作用。研究方向結(jié)構(gòu)（防松脫）航空天4.新型防松螺母51研究方向結(jié)構(gòu)（防松脫）航空天4.新型防松螺母①HardLock螺母（“永不松動螺母”）結(jié)構(gòu)原理HardLock螺母的構(gòu)思十分簡單，就是在螺母與螺絲之間揳入楔子以發(fā)揮防止松動的作用。研究方向結(jié)構(gòu)（防松脫）航空天4.新型防松螺母52研究方向結(jié)構(gòu)（防松脫）航空天4.新型防松螺母①HardLock螺母（“永不松動螺母”）受力分析：P3：垂直緊固力（上螺母向上拉

螺栓，下螺母向下拉螺栓）P1、P2：水平緊固力基本上，凸螺母緊固，擰緊你自己指定的值，然后擰緊凹螺母（鎖緊螺母）扭矩的推薦量。在要使用這兩個凹凸螺母扭矩相同值的情況下，請與THARDLOCK產(chǎn)業(yè)直接咨詢。研究方向結(jié)構(gòu)（防松脫）航空天4.新型防松螺母基本上，凸螺母緊53研究方向結(jié)構(gòu)（防松脫）航空天4.新型防松螺母①HardLock螺母（“永不松動螺母”）檢測實驗實驗對象：M10-A2-70螺栓試驗方法：緊固件橫向振動試驗方法（GB/T10431-2008）實驗設(shè)備：橫向振動試驗機檢測項目：安裝扭矩、振動次數(shù)、預(yù)緊軸力、試驗時

間的變化曲線試驗條件：1）試驗頻率：12.5HZ2）空載振幅：±1.0mm3）潤滑條件：油脂4）振動次數(shù)：1500次

研究方向結(jié)構(gòu)（防松脫）航空天4.新型防松螺母54研究方向結(jié)構(gòu)（防松脫）航空天4.新型防松螺母①HardLock螺母（“永不松動螺母”）檢測實驗試驗結(jié)果：注：1.初始軸力欄，第一列為下螺母安裝時軸力，第二列為上螺母安裝后軸力。2.安裝扭矩欄，第一列為下螺母安裝時扭矩，第二列為上螺母安裝是扭矩。研究方向結(jié)構(gòu)（防松脫）航空天4.新型防松螺母注：1.初始軸力55研究方向結(jié)構(gòu)（防松脫）航空天4.新型防松螺母①HardLock螺母（“永不松動螺母”）檢測實驗試驗對比：

Hardlock在1020秒時仍然無異常，而其他防松脫螺栓結(jié)構(gòu)在短時間內(nèi)就出現(xiàn)松脫。1HZ=60cpm研究方向結(jié)構(gòu)（防松脫）航空天4.新型防松螺母Ha56研究方向結(jié)構(gòu)（防松脫）航空天4.新型防松螺母①HardLock螺母（“永不松動螺母”）實際松脫原因：

研究方向結(jié)構(gòu)（防松脫）航空天4.新型防松螺母57研究方向結(jié)構(gòu)（防松脫）航空天4.新型防松螺母②施必牢螺母定義：內(nèi)螺紋的牙底處有一個30°的楔形斜面，當螺紋緊固件相互配合時，外螺紋的牙尖緊緊的頂在內(nèi)螺紋上，因而產(chǎn)生很大的鎖緊力。研究方向結(jié)構(gòu)（防松脫）航空天4.新型防松螺母58研究方向結(jié)構(gòu)（防松脫）航空天4.新型防松螺母②施必牢螺母受力分析：施必牢螺母普通螺母早在年，俄國的學者苑科夫斯基從理論上對螺紋副進行了分析，得出各圈螺紋牙所承受載荷的分配情況，結(jié)果表明：普通標準螺紋的第一、第二圈螺紋牙受到的切應(yīng)力和摩擦破壞是非常嚴重的，甚至可能產(chǎn)生“滑牙”的現(xiàn)象。施必牢公司對于普通標準螺紋緊固件作了光彈實驗研究,特別對它作了受力分析,證實當擰緊力矩比較小時普通標準螺紋緊固件,其鎖緊力主要集中在第一牙的螺紋面上,螺栓的隨后各牙螺紋在螺母中幾乎都處在不受力狀態(tài);當擰緊力矩較大時,第一牙螺紋產(chǎn)生彎曲和剪切變形,才使第二牙的螺紋面承受應(yīng)力,并產(chǎn)生鎖緊力,其它各牙螺紋幾乎仍處在不受力狀態(tài)。研究方向結(jié)構(gòu)（防松脫）航空天4.新型防松螺母施必牢螺母普通螺59研究方向結(jié)構(gòu)（防松脫）航空天4.新型防松螺母②施必牢螺母對比實驗實驗對象：1）M10施必牢2型六角自鎖防脫螺母2）M10普通螺母實驗設(shè)備：振動試驗機試驗條件：1）試驗頻率：30.5Hz2）預(yù)緊力：18kN試驗結(jié)果：普通螺母14min后，自行松脫

施必牢螺母卻一直未脫落，直到180min后，

才出現(xiàn)松脫。研究方向結(jié)構(gòu)（防松脫）航空天4.新型防松螺母60研究方向結(jié)構(gòu)（連接形式）復(fù)合材料的連接形式研究方向結(jié)構(gòu)（連接形式）復(fù)合材料的連接形式61①鉚接適用范圍：在大型客機、新一代戰(zhàn)機的壁板、機翼、發(fā)動機進氣道等高傳載、高溫部件中都有使用鈦合金鉚釘連接。特點：鉚接結(jié)構(gòu)質(zhì)量輕、適用范圍廣、費用低，是目前最為廣泛的連接方法之一。通常在對強度要求不高而對耐蝕性能要求高的部位采用鈦合金鉚釘。研究方向結(jié)構(gòu)（連接形式）①鉚接研究方向結(jié)構(gòu)（連接形式）62適用范圍：一般用于連接主承力結(jié)構(gòu)（如機身、機翼梁結(jié)構(gòu)、發(fā)動機罩和推力換向器等），并且可重復(fù)裝配和拆卸。特點：在機械連接中，螺栓連接比鉚接可承受更高的載荷。研究方向結(jié)構(gòu)（連接形式）②栓接在實際應(yīng)用中，還常常使用膠-栓混合連接。適用范圍：一般用于連接主承力結(jié)構(gòu)（如機身、機翼梁結(jié)構(gòu)、發(fā)動機63研究方向結(jié)構(gòu)（連接形式）②栓接研究方向結(jié)構(gòu)（連接形式）②栓接64基本都集中在螺栓與各種復(fù)合材料連接的強度、疲勞、失效等連接性能的問題上。研究方式也從過去純理論上的有限元分析轉(zhuǎn)變?yōu)橛邢拊治雠c實際試驗相結(jié)合的方式。研究方向結(jié)構(gòu)（連接形式）②栓接科研情況（國家自然科學基金）文獻題目來源主題復(fù)合材料熱結(jié)構(gòu)螺栓連接剛度試驗分析方法南京航空航天大學學報常溫下預(yù)緊力矩與螺栓軸向力之間的關(guān)系，并給出了預(yù)緊力在高溫下矩修正公式復(fù)合材料螺栓聯(lián)接螺紋載荷分布規(guī)律研究復(fù)合材料學報基于有限元分析的螺栓螺紋載荷分布的研究高鎖螺栓干涉連接中極限干涉量機械工程學報通過有限元分析及試驗研究某型號高鎖螺栓的基線干涉量復(fù)合材料天線罩螺栓連接結(jié)構(gòu)損傷失效分析哈爾濱工程大學學報針對天線罩上的螺栓的有限元和試驗方式進行失效分析復(fù)合材料連接結(jié)構(gòu)強度研究與失效分析鄭州大學膠接、栓接不同參數(shù)下的有限元分析基本都集中在螺栓與各種復(fù)合材料連接的強度、疲勞、失效等連接性65研究方向結(jié)構(gòu)（連接形式）②栓接科研情況（國家自然科學基金）文獻題目結(jié)論復(fù)合材料熱結(jié)構(gòu)螺栓連接剛度試驗分析方法由于約束或各部分溫度變化不均勻，熱變形不能自由進行時,則在螺栓和連接件中會產(chǎn)生附加的熱應(yīng)力。復(fù)合材料螺栓聯(lián)接螺紋載荷分布規(guī)律研究在擰緊螺母的過程中，螺母繞螺栓旋轉(zhuǎn)的角度不同會導(dǎo)致內(nèi)外螺紋在局部的相對剛度發(fā)生變化；總體上，復(fù)合材料螺栓聯(lián)接的載荷分布比金屬聯(lián)接更均勻高鎖螺栓干涉連接中極限干涉量靜態(tài)安裝鈦合金高鎖螺栓時對疲勞壽命最有利的最大干涉量值為2%，且極限干涉量應(yīng)不大于2%復(fù)合材料天線罩螺栓連接結(jié)構(gòu)損傷失效分析試件發(fā)生初始層間開裂破壞之前，位移隨載荷增加基本呈線性增加，發(fā)生層間開裂時載荷出現(xiàn)小幅突降，位移將隨載荷的增加呈非線性增加復(fù)合材料連接結(jié)構(gòu)強度研究與失效分析復(fù)合材料螺栓連接，采用雙剪搭接形式時，應(yīng)力數(shù)值較小，具有較高的連接強度；研究方向結(jié)構(gòu)（連接形式）②栓接科研情況（國家自然科學基金）文66螺栓主要受力：拉應(yīng)力，扭轉(zhuǎn)應(yīng)力，有時還有剪應(yīng)力，特殊情況下有的還會受振動交變應(yīng)力作用；

研究方向

而螺母中最主要的應(yīng)力是螺紋的剪應(yīng)力。螺栓失效（強度失效）螺栓主要受力：拉應(yīng)力，扭轉(zhuǎn)應(yīng)力，有時還有剪應(yīng)力，67螺栓失效（強度失效）研究方向123

螺栓常見破壞位置與螺母配合部分的第一螺牙的根部（65%）

——截面積小，應(yīng)力集中，與加工狀態(tài)也有關(guān)系螺栓頭與螺桿的過渡區(qū)（20%）——此處材料易發(fā)生缺陷，表面處理導(dǎo)致微裂紋或者強化與未強化界面引起載荷傳遞問題，加工精度問題引起的圓角半徑過小等等螺紋與光桿部分的過渡區(qū)（15%）——應(yīng)力集中螺栓失效（強度失效）研究方向123螺栓常見破壞位置68螺栓失效（疲勞失效）

疲勞試驗采用交變載荷可測定緊固件材料的疲勞強度，并可繪制S-N曲線，進而觀察疲勞破壞現(xiàn)象和斷口特征，判斷其失效機理、失效形式等。螺栓疲勞分析一般分為兩種形式：對螺栓施加交變載荷；緊固復(fù)合材料板，對板施加交變載荷，則螺栓