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(哈尔滨工程大学 机电工程学院，哈尔滨 150001)

国内外关于螺栓联接的研究很多[1-3]，但对于有预紧力的螺栓联接结构，关于螺栓的强度研究多为静强度研究。根据统计分析，在静载荷下螺栓联接是很少发生破坏的，只有在严重过载的情况下才会发生。螺栓联接结构在实际工作中所承受的载荷大多为变载荷，尤其是当被联接件受到冲击时，针对此类研究较少的现状，本文采用大型非线性有限元软件ABAQUS，利用从隐式到显示数据传递的方法，对冲击载荷作用下预紧力螺栓进行强度分析，并以某舰用汽缸为例，研究螺栓的强度特性，旨在为螺栓结构装配时对螺栓预紧力的控制提供可靠的、有意义的参考依据，也对螺栓联接结构的优化提供参考。

1 单向冲击作用

1.1 模型选取及边界条件

对于承受冲击、振动或变载荷的螺纹联接件，螺栓一般采用低合金钢、合金钢。本文采用40Cr作为螺栓和螺母材料，选用标准件M16×65，螺栓间距为100 mm，螺栓联接的上板采用160 mm×160 mm×20 mm的方板，下板采用300 m×300 m×20 mm的方板，其材料为16MnR，具体参数见表1。

表1 模型的材料参数

选取较为简单的螺栓联接结构验算螺栓在不同冲击工况、不同冲击方向的响应。为便于网格划分和有限元计算并保证计算精度，将螺栓简化为圆柱，由于螺母不是主要的考察对象，为便于网格划分将螺母简化为圆柱，真实模拟螺栓联接结构的工作环境，将各个相接触的面均设为有摩擦接触。对于钢或铸铁被联接件取摩擦系数f=0.10～0.15，本文取摩擦系数f0=0.15。……