杨 乾 张晓斌 单垄垄 王洪飞 吴保全 白清顺

(①航天精工股份有限公司，天津 300300；②哈尔滨工业大学机电工程学院，黑龙江 哈尔滨150001)

夹层结构复合材料具有比强度比刚度高、抗腐蚀、耐高温和减震降噪等特性，被广泛应用于航空航天、汽车船舶、工程机械和土木建筑行业，其合理应用在保证结构承载能力和设备稳定性的同时，大大降低了飞机、船舶和汽车等装备的总体质量，从而降低能量消耗[1-3]。复合材料已经成为各领域的研究重点和未来发展趋势。在实际工程应用中，夹层结构复合材料的实际受载荷情况较标准试验情况复杂多变，连接时需要借助镶嵌螺母来完成，提高抗变形能力，避免因集中力的产生造成零部件松动和断裂失效。镶嵌螺母连接方式因其具有自锁功能、承载能力强和结构简单等优点[4-5]，在夹层结构复合材料的连接中，作为一种成熟的连接工艺普遍存在[6]。镶嵌螺母的锁紧性能，直接决定机器工作的可靠性和安全性，镶嵌螺母收口尺寸是影响其锁紧性能的关键因素，因此最佳收口量的确定对保证设备稳定可靠工作具有重要意义。本文通过有限元分析的方法，分析常温情况下复合材料夹层结构用镶嵌螺母收口量对锁紧力矩影响，得到最佳锁紧力矩时收口变形的范围，为镶嵌螺母的研制提供理论数据支持。

1 镶嵌螺母自锁理论分析

镶嵌螺母能够实现自锁功能是由于在其圆柱面存在收口凹槽，在收口机的作用下凹槽部位产生径向收缩从而改变镶嵌螺母螺纹的形状，局部螺纹直径减小[7]。……