螺栓疲劳寿命计算方法探讨及研究

2016-03-18Discussionandresearchofthecalculationmethodforthefatiguelifeofthebolt

制造业自动化 2016年1期

关键词：疲劳寿命

Discussion and research of the calculation method for the fatigue life of the bolt

翟新康

ZHAI Xin-kang

（中航工业一飞院，西安 710089）

螺栓疲劳寿命计算方法探讨及研究

Discussion and research of the calculation method for the fatigue life of the bolt

翟新康

ZHAI Xin-kang

（中航工业一飞院，西安 710089）

摘要：螺栓作为飞机结构中最重要的传载连接件，其静强度性能已经引起了人们的高度关注，然而由于螺栓为标准件，因而对其疲劳性能重视程度不够。通常对螺栓疲劳寿命计算，也只分析其拉应力对寿命产生的贡献，而忽略其剪切应力对疲劳寿命的影响，这样可能会得到螺栓寿命偏危险的设计结论。介绍了螺栓的受载特点及破坏型式，研究了螺栓应力集中系数的确定方法，通过引入螺栓当量拉应力概念，对螺栓疲劳寿命计算中参考应力的选取方法进行了改进，给出了名义应力法及DFR方法计算螺栓疲劳寿命的一般步骤，最后总结了影响螺栓疲劳寿命的因素，提出了改善螺栓疲劳性能的常见方法。

关键词：螺栓；疲劳寿命；应力集中；名义应力法；疲劳细节额定值

0 引言

飞机结构由上万个零件通过紧固件（螺栓或者铆钉）连接而成，而连接这些零件的紧固件则有几十万个。显然，螺栓的疲劳性能将直接影响飞机的安全。这些螺栓在交变应力的反复作用下，螺纹的受力状态发生变化，使得每圈螺纹上的载荷分布不均匀，螺纹之间相互咬合力加剧，易造成底孔螺纹磨损或破坏，或者导致螺栓根部断裂。因而，螺栓的疲劳寿命应引起足够重视。