考虑界面端应力奇异性的螺栓连接支承面接触压力计算模型

摘要：

将螺栓连接支承面接触问题简化为集中载荷和力矩耦合作用的有限刚度平头压模接触问题，利用BOGY特征值方程，分析双材料界面端应力奇异性发生的几何条件；依据GLADWELL接触力学理论，构建集中载荷和力矩耦合作用下平头压模接触压力计算模型，利用此模型分析螺栓预紧力、装配间隙和被连接件材料对螺栓连接支承面接触压力分布的影响规律。结果表明：在规定预紧力范围、装配等级和常用被连接件材料下，螺栓连接支承面不会发生退让接触，而界面端部出现明显的应力奇异性，其中预紧力变化对界面端应力奇异性强度影响不明显，但装配间隙和被连接件材料的变化对界面端应力奇异性强度影响显著；当被连接件材料弹性模量大于螺栓材料时，支承面内侧应力奇异性强度大于外侧，反之内侧应力奇异性强度明显小于外侧。此外，以平头压模为算例，采用有限元法验证了构建模型的准确性。

关键词：应力奇异性、退让接触、螺栓连接支承面、接触压力

分类号：TH161

资助基金：国家高科技研究发展计划863计划，2012AA040701;国家科技重大专项2012ZX04005-011;陕西省科学技术研究发展计划2010K01-115资助项目。20131205收到初稿，20140805收到修改稿

在线出版日期：2015-01-13（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：89-96