史冬岩 张 亮 张 成 高旭文 张桐鸣

（哈尔滨工程大学机电工程学院 哈尔滨150001）

0 引 言

舰船设备特别是A类设备的破坏是一个关系到舰船生命力的重要问题。在船体破损的情况下，动力抗沉性要求能够利用动力设备的完好性达到生存的目的［1］。主汽轮机汽缸作为舰船的重要动力设备，开展其力学特性研究具有实际意义。

舰用汽缸在工作时，渗漏和变形是最为常见的问题，汽缸结合面的紧密性影响到机组的安全性和经济性。以往在汽缸装配过程中经常会采取一定措施来实现汽缸的密封，如研刮结合面、局部补焊、控制螺栓预紧力等方法。

当前，国内外关于螺栓连接的研究很多，但是关于螺栓预紧力对设备力学性能影响的研究还很少，尤其涉及到对舰船设备影响的研究更少。本文以某舰用汽缸为例，研究螺栓预紧力对舰用汽缸力学特性的影响，旨在为舰用汽缸装配时通过控制螺栓预紧力来减少汽缸工作时的渗漏提供可靠、有意义的参考依据，也为汽缸结构的优化提供参考。

1 有限元模型的建立

本文选取某舰用汽缸模型为研究对象，研究螺栓预紧力对其力学特性的影响，所选模型为平面轴对称模型，实际工作条件也为平面轴对称边界，故可取1/2模型为分析模型。汽缸上缸和下缸的材料均为ZG06Cr13Ni4Mo，采用双头螺柱连接，螺柱材料为25Cr2MoV，螺母为35CrMoA。由于实际舰用汽缸模型中存在许多小特征结构，这些结构对整个模型计算精度的影响可以忽略，却给计算过程带来很大代价，故可将这些小特征简化，为了提高计算的速度和收敛性，且不影响实际计算结果，可将螺柱简化成圆柱。……