稳定性分析

螺栓连接的稳定性主要指被连接件接合面之间是否发生相对滑移，以及被连接件是否会被压溃。

• 抗滑移计算：对于受横向载荷的普通螺栓连接，依靠预紧力在接合面产生的摩擦力抵抗外载。每个螺栓所需预紧力为

  ：F₀ ≥ K_s F / (f m z)其中，K_s为防滑系数（通常取1.1~1.3），F为横向载荷，f为接合面摩擦系数，m为接合面数目，z为螺栓个数。

  
  

• 抗压溃计算：需校核接合面上端的挤压应力，确保其不超过许用值，防止接合面压溃

  
  

  
  

 蠕变与应力松弛分析

在高温下（通常高于0.3~0.5倍材料熔点温度），螺栓即使承受恒定载荷，也会随着时间发生持续的塑性变形，即蠕变。预紧力的螺栓在高温下会发生应力松弛，即预紧力随时间逐渐衰减，可能导致连接密封失效或松动

• 蠕变曲线：典型蠕变过程包括三个阶段：减速蠕变阶段、稳态蠕变阶段（蠕变速率恒定）、加速蠕变阶段（直至断裂）
  
  
• 失效判据：高温螺栓的蠕变失效判据包括：寿命损耗达到100%、发现裂纹、残余伸长率超标、外观严重损坏、中心孔局部烧伤熔化等
  
  
• 检查与评估方法：
  • 宏观检查：检查螺纹根部是否有裂纹。
  • 无损检测：如超声波探伤、磁粉探伤。
  • 金相检验：检查晶界是否有蠕变孔洞或微裂纹
    
    
  • 硬度测量：间接评估材料性能。
  • 蠕变伸长率测量：直接测量螺栓的蠕变变形量，是判断蠕变损伤的有效方法
    
    

 振动分析

螺栓连接在振动载荷下的行为复杂，主要包括松动和疲劳。

• 松动机制：振动导致螺纹副之间产生微滑移，使预紧力逐渐衰减。研究表明，高频振动会显著加速疲劳损伤的累积，缩短螺栓寿命
  
  
• 分析方法：
  • 实验测量：在振动台上进行测试，监测预紧力变化和松动过程。
  • 仿真分析：利用ABAQUS等有限元软件进行瞬态动力学分析，模拟螺栓在振动载荷下的响应