柳欢欢 邓滨佼 熊晨曦 黄永旺

（重庆长安汽车工程研究总院，重庆 401133）

1 前言

螺栓连接是汽车零部件间常见的连接方式之一。当汽车的螺栓连接出现滑移、松动、断裂等问题时，不仅会影响汽车的各项性能，严重时还会威胁到人身安全[1]。因此，在汽车设计开发的过程中，对整车螺栓连接结构进行分析评估是不可缺少的步骤。

从螺栓连接设计角度，一般需要考虑螺栓的选型和设计扭矩2个因素。传统的螺栓连接设计主要从螺栓本身材料、结构和试验测试入手，研究螺栓的断裂、松动与疲劳[2]。在汽车使用过程中，载荷形式多变，不考虑螺栓连接结构的整体性和实际工况就确定螺栓的选型，可能会出现螺栓连接不能满足需求或选型保守导致螺栓未充分发挥作用而增加成本和车重。

另外，确定了适当的螺栓型号，设计合理的拧紧扭矩也至关重要[3]。过低的拧紧扭矩可能会导致螺栓在工作载荷下发生松动，过高的拧紧扭矩可能使螺栓产生拉伸形变[4]。因此，螺栓连接首先要满足汽车结构的要求，避免出现设计不足，其次是要优化结构，降低重量和成本，最后还应规范生产和维护。

德国工程师协会（VDI）螺栓连接委员会编写的《VDI 2230标准》阐述了螺栓连接的各类结构形式，以及不同螺栓连接结构在承受静态工作载荷和动态工作载荷下的计算方法和校验准则[5]，得到了广泛的认可。在此基础上开发的MDESIGN软件，以《VDI 2230标准》为理论基础，通过螺栓连接的各项参数和受力情况，考虑温度、材料嵌入、工艺性、摩擦系数、拧紧方式等条件，能够较为全面地分析校核螺栓连接结构的各项性能指标。……