横向振动作用下螺栓连接节点松动规律数值模拟

作     者：赵卫平 常昊坛 籍春雷 郭新锁 何宇翔 ZHAO Weiping;CHANG Haotan;JI Chunlei;GUO Xinsuo;HE Yuxiang

作者机构：中国矿业大学(北京)力学与土木工程学院北京100083 中铁十六局集团路桥工程有限公司北京101500 

出 版 物：《振动与冲击》 (Journal of Vibration and Shock)

年 卷 期：2024年第43卷第8期

页      面：61-69,88页

核心收录：

学科分类：08[工学] 081402[工学-结构工程] 081304[工学-建筑技术科学] 0813[工学-建筑学] 0814[工学-土木工程] 

基　　金：国家自然科学基金联合基金重点项目(U22A20244) 

主　　题：螺栓连接节点 横向振动荷载 螺栓松动 预紧力下降 有限元仿真 

摘      要：输电铁塔螺栓连接节点因常常受到横向往复荷载作用发生松动,从而导致输电铁塔的损害。目前许多在紧固件振动试验机上进行的单个螺栓试验与有限元研究因螺栓约束条件问题并不适用于角钢-螺栓群节点的实际工作情况,针对这一问题在ABAQUS软件中建立考虑螺纹升角的精细化螺栓模型,根据紧固件试验结果验证有限元模型的适用性,再将螺栓模型推广到复杂的单肢、单包及双包的角钢-螺栓群节点模型,分析螺栓群节点在横向振动荷载下松动机理与预紧力变化过程。分析结果表明:在横向循环载荷作用下,预紧力出现交替的上升与下降;螺纹接触面先于螺头承压面进入滑移状态;螺栓预紧力随摩擦因数、预紧扭矩的增大而降低,随着振动幅值的增大而增大,振动频率对螺栓松动影响不显著;单包与双包节点螺栓松动程度从外侧到内侧逐渐递减,施加预压力在一定程度上可降低螺栓的松动趋势,双肢单包节点螺栓松动程度下降了16.00%~23.24%,双肢双包节点下降了2.63%~3.80%。因此在实际工程要做好对易松动部位螺栓的监测,保证节点的承载能力。