第43卷 第10期 2016年1O月 施工技术 Construction Technology
建 筑 技 术 开 发 Building Teclmology Development
工 程 机 械 中 连 接 螺 栓 断 裂 失 效 及 其
改 进 措 施
刘 星
(三一 重 工股份 有 限公 司，长 沙 410100)
[摘 要]利用 Abaqus有限元软件建立三维实体非线性有限元模型，该模型模拟了工程机械中螺栓与连接件之间的接触，
同时考虑了虚拟预紧单元模拟螺栓。应用接触有限元分析方法，详细计算出工程机械中螺栓在不同预紧力矩和加载方式的作用
下，其受力分布规律与安全系数。通过有限元计算结果，提 出适用于工程机械的加载螺栓预紧力矩方法，并优化了转 台的相关
结构，进一步改善联接螺栓受力及分布情况，得 出最优化的许用预紧力矩，提高了螺栓的安全使用系数。应用预紧力矩一安全
系数，不仅对连接件结构设计有理论意义，而且对实际生产有指导意义。
[关键词 ]接触有限元分析 ；预紧力矩 ；安全系数
[中图分类号 ]TU60 [文献标志码 ]B [文章编号 ]1001—523X (2016)10-0076-02
Construction M achinery Failure Bolts and Im provem ent M easures
LiuXing
[Abstract]Use Abaqus finite element software to establish an entity nonlinear finite element model，which simulates the contact between the bolt and mechanical engineering connections，taking into account the virtual bolt tightening element simulation．Application
of contact finite element analysis method，calculate in detail the role of different tightening torque and loading，the stress distribution
and safety factor of construction machinery bolts．By finite element results，proposed for construction machinery loading bolt tightening
torque method，and optimize the correlation structure of the turntable，to further improve the coupling bolt force and distribution，
obtained optimal permissible tightening torque，improved safety factor bolt．Application of tightening torque-the safety factor，not only
theoretical significance connector design and actual production of guiding significance．
[Keywords]FEA；tightening torque；safety factor
随着我国工程机械的飞速发展和广泛应用，人们对机器
性能的要求也越来越高，对机器中重要零部件的可靠性也愈
加关注。螺栓作为工程机械中最重要的联接零部件之一，它
的选型、材料及与连接件之间的配合，往往成为人们关注的
收稿日期 ：2O16_J05_J03
作者简介 ：刘星 (1980一)，男，湖南长沙人，工程师，主要研究方
向为工程机械制造。
课题。
工程机械中，由于其工作环境的恶劣性与不确定性，其
关键结构件的连接一般是通过高强度螺栓、螺母与被连接件
之间的拧紧，依靠结合面之间的摩擦力传递横向力，起连接
和传递力的等作用，因此要求在工作状态下螺栓具有适当的
预紧力。目前国内对螺栓的许用力矩、安全性能都缺乏系统
的研究，而机械设计手册等资料上的螺栓许用力矩偏高，对
工程机械等特种车辆中螺栓实用性明显不够，经常导致螺栓
计工作。根据隧道 内地下水的渗透流线高程位置，设计并使
用碾压式贫混凝土透水基层，应该成为未来我国隧道水泥混
凝土路面的结构层设计中遵循的一条原则。
3．2 合理使用钢纤维
水泥混凝土路面施工技术应用需要着眼于合理使用钢纤
维。按照现行公路 (野外)水泥混凝土路面根据设计的要求，
需去掉钢纤维混凝土厚度 的1／3，但实际建设时，在隧道钢纤
维混凝土的运用过程中，应用到一个新的概念，即用钢纤维
补水泥混凝土的路面，其具有着鲜明的特点，在不改变混凝
土设计厚度的同时，采用规范的施工理念，使得其不仅能够
保证路面高强度的耐压性和负载性，还能更好的提高其使用
寿命。同时，又能最大限度地降低钢纤维混凝土的施工难度
和高昂造价。
3．3 做好路面摊铺工作
水泥混凝土路面施工技术应用的关键是做好路面的摊铺
工作。裂延伸率的聚丙烯腈混凝土路面，并且已经完成了该
隧道路面滑模摊铺建设。
4 结束语
我国水泥混凝土路面施工技术进步与创新对于提升我国
我国许多路面工程的整体质量都有着关键影响。因此施工人
·76·
员应当在努力完成技术要求的同时，通过技术的实践与优化
来促进水泥混凝土路面施工技术整体水平的不断进步。
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工程机械中连接螺栓断裂失效及其改进措施（论文）.pdf
