一种基于工程实际分布的紧固连接系统仿真分析方法与流程

本发明属于紧固件测试领域，尤其是涉及一种基于工程实际分布的紧固连接系统仿真分析方法。

背景技术：

1、现有的螺栓连接系统仿真分析研究中，螺栓组的预紧力通常设置为理论值进行仿真分析与强度校核。

2、这种方法是目前科学研究与工程应用研究中默认的，但实际装配过程中由于影响因素过多，导致螺栓组中各个螺栓的预紧力不一致，而且可能存在较大的分散性。

3、并且，现有螺栓组仿真分析方法无法对数据分散性的限度进行评价考量，这会导致仿真分析结论脱离现实，无法对实际服役结构形成有效的参考。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明旨在提出一种基于工程实际分布的紧固连接系统仿真分析方法，以期解决上述部分技术问题中的至少之一。

2、为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

3、一种基于工程实际分布的紧固连接系统仿真分析方法，包括：

4、抽取同批次的紧固件中的一部分进行装配，获取相应紧固件的预紧力数据并进行分析，得到当前装配条件下的预紧力分布模型；

5、使用预紧力分布模型，批量生成随机预紧力数据，将生成的数据输入到有限元仿真模型中；

6、进行有限元仿真分析，获取仿真分析结果并根据仿真结果以及产品经济限制，执行提高结构可靠性的操作，并重新进行有限元仿真分析，得到螺栓连接系统装配方案。

7、进一步的，根据产品经济限制执行提高结构可靠性的操作的过程包括：

8、如果经济性限制小，则降低产品参数的分散性，重新计算预紧力分布模型并进行有限元仿真分析，获取降低数据分散性后的结构可靠性数据；

9、如果经济性限制大但强度利用率有提升空间，则提高预紧力基准值，重新计算预紧力分布模型并进行有限元仿真分析，获取提高预紧力基准值后的结构可靠性数据。

10、进一步的，抽取同批次的紧固件中的一部分进行装配的过程中，所用紧固件与实际工程中所用紧固件的批次与参数相同；

11、紧固件的被连接件的材质、制造工艺相同，紧固件的装配参数相同。

12、进一步的，装配的方案有多种，对于每一种装配方案均获取当前装配工具、装配方案、安装扭矩下的预紧力分布模型。

13、进一步的，将随机预紧力数据输入到有限元仿真模型中，进行多次有限元仿真，获取仿真分析结果的应力分布状态、最大应力值与应力集中系数作为结构可靠性的代表数据；

14、得到数据分散度与结构可靠性之间的关系，实用完整结构的应力集中系数局部极值的平均值与标准差来评估结构可靠性；

15、平均值与标准差越小，结构可靠性越高，同时整个结构的应力水平需要全部低于对应材料的屈服极限。

16、进一步的，如果经济性限制小，则限制每个螺栓的摩擦系数、表面粗糙度、结构尺寸公差来降低影响因素对预紧力转化率的影响；

17、每个紧固件的各项数据越接近，则产品参数的分散性越低。

18、进一步的，如果经济性限制大，但紧固件的材料强度高，在当前的扭矩和预紧力范围内，紧固件当前承受的应力比材料的屈服强度低，扭矩存在的提升空间；

19、则提升扭矩至预紧力数据在当前的分散性下结构可靠性达标。

20、相对于现有技术，本发明所述的一种基于工程实际分布的紧固连接系统仿真分析方法具有以下有益效果：

21、将符合工程实际分布的预紧力数据加入到螺栓连接系统仿真分析模型中，大批量进行仿真计算，并得到当前批次产品与装配方法下的数据分散性与结构可靠性关系，提出数据分散性控制范围与更加合理的预紧力基准值，协助工程机械在保证结构的可靠性、装配方法的高效性前提下，最小程度牺牲产品的经济性。

技术特征：

1.一种基于工程实际分布的紧固连接系统仿真分析方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种基于工程实际分布的紧固连接系统仿真分析方法，其特征在于：

3.根据权利要求1所述的一种基于工程实际分布的紧固连接系统仿真分析方法，其特征在于：

4.根据权利要求1所述的一种基于工程实际分布的紧固连接系统仿真分析方法，其特征在于：

5.根据权利要求1所述的一种基于工程实际分布的紧固连接系统仿真分析方法，其特征在于：

6.根据权利要求2所述的一种基于工程实际分布的紧固连接系统仿真分析方法，其特征在于：

7.根据权利要求2所述的一种基于工程实际分布的紧固连接系统仿真分析方法，其特征在于：

技术总结
本发明提供了一种基于工程实际分布的紧固连接系统仿真分析方法，包括：抽取同批次的紧固件中的一部分进行装配，获取相应紧固件的预紧力数据并进行分析，得到当前装配条件下的预紧力分布模型；使用预紧力分布模型，批量生成随机预紧力数据，将生成的数据输入到有限元仿真模型中；进行有限元仿真分析，获取仿真分析结果并根据仿真结果以及产品经济限制，执行提高结构可靠性的操作，并重新进行有限元仿真分析，得到螺栓连接系统装配方案。本发明有益效果：提出数据分散性控制范围与更加合理的预紧力基准值，协助工程机械在保证结构的可靠性、装配方法的高效性前提下，最小程度牺牲产品的经济性。

技术研发人员：许彦伟,程全士,李文生,王赫,沈超,樊金桃,李皓,柳思成,卢浩,周泉知
受保护的技术使用者：航天精工股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/29