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设计制造润滑与可靠性

摘要

柴油机缸盖螺栓是密封缸体-缸盖的重要紧固件，承受着巨大的爆发压力，在将铸铁缸体改成铝合金缸体的过程中，为了验证柴油机钢质缸盖螺栓-铝缸体内螺纹连接副的可靠性和选择合适的螺纹旋合长度，设计了一套模拟铝合金缸体内螺纹孔不同旋合长度的试件，按照实机拧紧工艺开展了缸盖-缸体螺栓拧紧过程测试试验，旨在获取拧紧过程中拧紧力矩、转角和螺栓伸长量之间的对应关系。试验中短旋合长度的内螺纹孔螺纹多次发生断裂，使用内窥镜拍摄不同旋合长度内螺纹试件试验前后的宏观形貌，并对螺纹失效部分取样进行微观形貌的检测。同时建立了一系列不同旋合长度螺栓拧紧过程动力学有限元模型，利用理论推导和试验数据来验证仿真模型，提取拧紧过程中模型关键截面的应力应变变化曲线，分析螺纹在拧紧过程中发生失效的时刻，剖析失效原因。研究表明，拧紧过程中第一内螺纹牙根和沟底承受的应力较大，旋合长度过短会导致单圈螺纹承受的最大应力变大导致失效，旋合长度过长单圈螺纹承受的最大应力并不会减小，对可靠性提升没有帮助，通过仿真计算能够为选择合适的旋合长度提供帮助。

关键词

螺纹连接;旋合长度;螺纹失效;拧紧过程;有限元分析

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