● 摘要
螺纹联接是机械联接中最普遍的形式之一，精密部件装配预紧力不当将严重影响产品的性能和质量。基于数字样机开展弹上设备装配力矩分析与应用技术的研究，建立产品的装配力矩库，可显著提高装配效率和质量以及批量生产能力。论文详细分析了螺纹联接的结构特点、受力分布特点，研究了基于数字样机的紧固件螺纹联接动态特性仿真分析方法，定量分析了紧固件装配力矩值，建立了产品装配力矩管理系统。论文详细分析了螺纹联接的弹塑性力学行为，弹、塑性本构关系理论及分析方法，重点讨论了金属材料的力学行为。论文给出了螺钉网格的划分方法、螺纹联接模拟及接触模拟的分析方法、有预应力的模态分析及功率谱密度分析方法，并建立了在动载荷作用下的螺纹联接装配体的受力模型、振动模型。论文采用仿真分析和增量加载的方法，对螺纹联接装配体进行非线性受力分析、模态分析及功率谱密度分析，计算紧固件受力模型上的极大应力值，通过拟合的方法建立了不同规格螺钉的预紧力-应力关系曲线。并根据装配力矩与预紧力的关系，推算了装配力矩值，计算结果通过了试验验证，证明了论文提出的装配力矩仿真分析方法的正确性。针对装配工艺和生产实际应用，开发了紧固件装配力矩管理系统，以产品为对象，管理装配力矩值。建立了装配力矩数据库，并提供用户管理、材料库管理、联接件管理、被联接件管理及装配力矩库管理等功能。