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螺栓法兰连接剩余预紧力分析
1
作者 段红燕 石岩 +2 位作者 刘俭辉 高袁继 狄荣珍 《润滑与密封》 北大核心 2026年第1期30-37,共8页
由于弹性相互作用的影响,螺栓法兰连接的剩余预紧力存在分散性,导致法兰接头的密封可靠性降低。为准确施加预紧力,建立了弹性相互作用的受力简化模型,通过受力平衡和变形协调分析,推导出基于刚度表达的螺栓法兰接头剩余预紧力计算公式... 由于弹性相互作用的影响,螺栓法兰连接的剩余预紧力存在分散性,导致法兰接头的密封可靠性降低。为准确施加预紧力,建立了弹性相互作用的受力简化模型,通过受力平衡和变形协调分析,推导出基于刚度表达的螺栓法兰接头剩余预紧力计算公式。引入弹性地基圆梁理论的相互作用刚度,验证了剩余预紧力公式的准确性及平板理论相互作用刚度的适用性。依据标准规范对两种理论预紧力进行了计算与可靠性分析。结果表明:两种弹性相互作用刚度模型计算的剩余预紧力分散性存在差异;平板理论弹性相互作用刚度模型虽然计算方法简便,但其未考虑法兰平面扭转变形,不具有普遍适用性。基于法兰和密封垫片应力极限计算所得的理论预紧力值,可有效补偿弹性相互作用造成的预紧力损失,确保法兰接头具备更高的密封可靠性。因此,该公式不仅可用于推算剩余预紧力,还能优化目标预紧力设定,为螺栓法兰装配工艺提供理论指导。 展开更多
关键词 螺栓法兰连接 剩余预紧力 弹性相互作用 分散性 密封可靠性
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钢桁梁拼接节点中环槽铆钉预紧力试验研究
2
作者 王琨 刘永健 +4 位作者 张太科 崔高炎 郭峰超 刘震北 马文杰 《浙江大学学报(工学版)》 北大核心 2026年第1期199-207,共9页
为了研究施铆过程中环槽铆钉预紧力的影响因素,评估钢桁梁拼接节点中环槽铆钉预紧力的稳定性,以钢桁梁悬索桥为依托工程,开展足尺节点施铆过程的铆钉预紧力监测试验.结果表明,环槽铆钉在从刚度大的接头区域向刚度小的接头区域铆接时,适... 为了研究施铆过程中环槽铆钉预紧力的影响因素,评估钢桁梁拼接节点中环槽铆钉预紧力的稳定性,以钢桁梁悬索桥为依托工程,开展足尺节点施铆过程的铆钉预紧力监测试验.结果表明,环槽铆钉在从刚度大的接头区域向刚度小的接头区域铆接时,适用性较好;测试的10.9级T27铆钉的铆后预紧力满足环槽铆钉预紧力要求,且优于同规格高强度螺栓;铆接过程中厚度更大的底板上的铆钉预紧力变化量比顶板有所增加,且预紧力松弛程度稍大;约束程度更高的腹板上的铆钉预紧力变化量比节点板更大.对弦杆腹板进行铆接后48 h监测试验,结果显示铆接完成后30 h内铆钉预紧力衰减量占总衰减量的89.6%,此后预紧力的波动小于1.3%的初始值,表明环槽铆钉铆后预紧力损失较小,且逐渐趋于稳定、统一. 展开更多
关键词 钢桁梁桥 环槽铆钉 足尺模型试验 拼接节点 预紧力
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环槽铆钉群铆效应及铆后预紧力松弛试验研究
3
作者 刘震北 王海磊 +4 位作者 董伟东 李亮 王琨 刘永健 刘紫豪 《浙江大学学报(工学版)》 北大核心 2026年第4期855-864,905,共11页
预紧力作为连接中抵抗外部荷载的关键因素,其大小直接影响连接的刚度和疲劳寿命.以狮子洋大桥−一座大跨径钢桁梁悬索桥为依托工程,针对传统螺栓连接在荷载作用下易松动问题,研究短尾环槽铆钉群铆效应及铆后预紧力松弛行为.开展弦杆环槽... 预紧力作为连接中抵抗外部荷载的关键因素,其大小直接影响连接的刚度和疲劳寿命.以狮子洋大桥−一座大跨径钢桁梁悬索桥为依托工程,针对传统螺栓连接在荷载作用下易松动问题,研究短尾环槽铆钉群铆效应及铆后预紧力松弛行为.开展弦杆环槽铆钉足尺模型试验,探究环槽铆钉的预紧力分布、施铆顺序对预紧力的影响以及施铆后预紧力松弛规律.研究结果表明:环槽铆钉的预紧力呈正态分布于310~350 kN范围内,显著高于同型号高强螺栓的设计值,且满足规范要求.施铆过程会导致预紧力产生衰减,由群铆中心向四周交叉施铆的顺序具有更小的预紧力衰减程度,此时群铆中心区域的铆钉受影响最大.在1600 h的监测期内,预紧力平均衰减2.57%,松弛后仍满足设计要求.施拧过程造成的预紧力损失比铆钉松弛造成的预紧力损失更为显著. 展开更多
关键词 钢桁梁 环槽铆钉 足尺模型试验 预紧力 施拧顺序
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预紧力衰减对CF/PEEK复合材料与铝合金螺栓连接结构力学性能的影响
4
作者 李旭健 石大鹏 +3 位作者 周玉宝 王立俊 李皓 刘畅 《热加工工艺》 北大核心 2026年第1期200-205,212,共7页
以CF/PEEK复合材料与铝合金螺栓连接结构为研究对象,分析静载条件下预紧力衰减对连接结构力学性能的影响,揭示接头的失效形式及失效机理,利用数字图像相关技术分析拉伸过程中的应变场变化。结果表明,随着预紧力的增加,连接结构的极限载... 以CF/PEEK复合材料与铝合金螺栓连接结构为研究对象,分析静载条件下预紧力衰减对连接结构力学性能的影响,揭示接头的失效形式及失效机理,利用数字图像相关技术分析拉伸过程中的应变场变化。结果表明,随着预紧力的增加,连接结构的极限载荷呈现出先增大后减小的趋势,适当增加预紧力有助于提升极限载荷,而过高的预紧力则可能导致其下降。预紧力衰减使接头处的接触压力降低,导致极限载荷降低。CF/PEEK接头失效形式表现为纤维断裂、层间开裂及表层脱粘,而铝合金则表现为弯曲变形和挤压破坏。最大负应变的变化趋势与极限载荷对预紧力的依赖性相一致。预紧力的衰减不会改变应变分布特征,但会导致最大正应变和最大负应变的增加。 展开更多
关键词 失效 预紧力衰减 拉伸性能 螺栓连接 DIC分析
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基于频谱统计特征的螺栓连接预紧力识别方法研究
5
作者 李修权 涂国超 +1 位作者 陈琳 黑创 《振动与冲击》 北大核心 2026年第3期97-105,共9页
螺栓连接广泛应用于各类工程结构中,其预紧状态直接影响结构的刚度、稳定性和服役安全性。针对高预紧阶段传统导波能量法识别灵敏度不足的问题,提出了一种基于扫频激励信号的频谱统计特征建模方法,用于实现螺栓连接状态的无损识别。通... 螺栓连接广泛应用于各类工程结构中,其预紧状态直接影响结构的刚度、稳定性和服役安全性。针对高预紧阶段传统导波能量法识别灵敏度不足的问题,提出了一种基于扫频激励信号的频谱统计特征建模方法,用于实现螺栓连接状态的无损识别。通过采集50~90 N·m区间内不同加载工况下的导波响应信号,提取频谱质心、带宽与峭度三类特征,分析其与预紧力之间的映射关系。结果表明,频谱质心随预紧力呈稳定单调递减趋势,指数模型能够准确拟合该关系,三组重复试验的一致性良好,决定系数R^(2)高达0.994 8,频谱质心标准差约0.86 kHz,相对离散度不超过0.60%,充分体现了模型的稳定性与可靠性。频段能量分析进一步验证了频谱能量向低频迁移的趋势,带宽和峭度特征也随预紧力呈现良好单调性。该方法结构简单、抗干扰能力强,具备趋势稳定性和物理可解释性,适用于复杂工况下的螺栓结构健康监测与状态评估。 展开更多
关键词 螺栓连接 预紧力 扫频激励 频谱特征 结构健康监测
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基于交互刚度的导轨螺栓残余预紧力研究及装配工艺优化
6
作者 程强 蔡少鹏 +2 位作者 张涛 杨聪彬 刘志峰 《北京工业大学学报》 北大核心 2025年第10期1129-1136,共8页
导轨装配的质量直接影响数控机床的直线轴几何精度,为了提升导轨螺栓装配残余预紧力的均匀性,在虑及螺栓交互刚度的基础上,提出了一种残余预紧力变化分析模型及装配工艺优化方法。首先,基于导轨压应力锥形分布假设,构建了不同间距下的... 导轨装配的质量直接影响数控机床的直线轴几何精度,为了提升导轨螺栓装配残余预紧力的均匀性,在虑及螺栓交互刚度的基础上,提出了一种残余预紧力变化分析模型及装配工艺优化方法。首先,基于导轨压应力锥形分布假设,构建了不同间距下的导轨螺栓交互刚度函数模型。建立螺栓连接结构的刚度模型,推导出螺栓预紧力变化量与交互刚度值间的映射关系,理论分析得到已预紧螺栓的预紧力变化量与后续螺栓装配间距呈负相关关系。其次,建立某立式加工中心横梁的有限元模型,通过多载荷步仿真分析验证了理论分析结果。最后,对横梁导轨螺栓的装配工艺进行了优化,采用标准偏差与均值的综合评价方法,新工艺下的螺栓残余预紧力离散性降低,一致性提高。 展开更多
关键词 机床 交互刚度 残余预紧力 导轨 螺栓 预紧力
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基于层次聚类与互信息序列的滚珠丝杠副预紧力预测研究 被引量：2
7
作者 张健 祖莉 +3 位作者 徐洋 陈凯 刘晓玲 冯虎田 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2025年第7期180-188,200,共10页
针对滚珠丝杠副的运行过程中预紧力逐渐衰减,影响其工作精度问题,围绕时间序列的层次聚类与互信息研究,完成对滚珠丝杠副摩擦力矩样本的典型序列提取,提出了一种利用摩擦力矩数据预测预紧力的方法。首先,通过监测设备获得丝杠摩擦力矩... 针对滚珠丝杠副的运行过程中预紧力逐渐衰减,影响其工作精度问题,围绕时间序列的层次聚类与互信息研究,完成对滚珠丝杠副摩擦力矩样本的典型序列提取,提出了一种利用摩擦力矩数据预测预紧力的方法。首先,通过监测设备获得丝杠摩擦力矩原始数据,并通过层次聚类与互信息提取典型序列。基于混沌时间序列的相空间重构,典型序列作为深度网络的输入建立非线性回归模型,对预紧力的变化进行预测与评估。在对理论与实验的分析后,验证了该算法能够较好地预测滚珠丝杠副的预紧力变化并在预测过程中有更高的预测精度与数值稳定性。 展开更多
关键词 滚珠丝杠副 预紧力预测 摩擦力矩 典型序列 层次聚类 互信息
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硬岩锚杆锚固预紧力特性试验研究 被引量：1
8
作者 张晓君 刘啸 《铁道工程学报》 北大核心 2025年第3期1-5,23,共6页
研究目的:锚杆锚固是工程岩体尤其深部工程防控的重要方式,其研究具有重要理论和现实意义。针对硬岩锚杆锚固预紧力研究的不足,本文通过制备不同锚固长度的辉长岩锚固体试样,研制锚杆预紧力监测系统,开展不同锚固长度的锚杆预紧力松弛... 研究目的:锚杆锚固是工程岩体尤其深部工程防控的重要方式,其研究具有重要理论和现实意义。针对硬岩锚杆锚固预紧力研究的不足,本文通过制备不同锚固长度的辉长岩锚固体试样,研制锚杆预紧力监测系统,开展不同锚固长度的锚杆预紧力松弛试验及单轴压缩试验,建立预紧力松弛模型,并定义了预紧力贡献度。研究结论:(1)随着锚固长度增加,预紧力衰减损失程度越低,预紧力支护控制作用效果越明显,通过监测预紧力可以分析判断锚固质量,锚固质量越差,预紧力松弛越快,松弛量越大;(2)弹性阶段情况下,锚杆预紧力随加载载荷接近线性正相关关系变化,锚杆预紧力与垂直应力同步松弛,工程围岩受载与松弛等过程可通过监测预紧力实时反映;(3)对于单轴加载情况下的峰前载荷,随载荷增加其全长锚固锚杆预紧力经历了缓慢增加、增速加快、突增等阶段,峰前载荷的预紧力增速加快、突增等均与其锚固体围岩损伤破裂演化直接相关,通过监测预紧力可以掌握锚固体及围岩内部演化进程;(4)单轴加载情况下的峰后载荷呈现由缓降到突降,预紧力呈现由持续增加到突增然后突降的过程,预紧力的变化与锚固体围岩损伤破裂演化直接相关,通过持续监测预紧力可以预测预报岩体破坏及动力灾害发生;(5)预紧力松弛模型拟合效果较好且只需两个拟合参数,通过类黏滞系数或阶数值可以很好地反映预紧力松弛特性并实现对松弛进程的预测;(6)发生破坏时的最大贡献度值越低说明锚固效果越差,反之越好,贡献度可以综合反映锚固质量、贡献程度及工作状态;(7)本研究结果对预应力锚杆锚固机理、监测、预测预报及岩爆机理、防控等具有指导和借鉴意义。 展开更多
关键词 深部硬岩 锚杆预紧力 锚固 状态识别 松弛 贡献度
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预紧力影响下的复合材料螺接连接件失效安全性分析 被引量：3
9
作者 贾宝惠 方嘉晨 +1 位作者 武涛 任鹏 《机械科学与技术》 北大核心 2025年第7期1290-1300,共11页
为了研究预紧力对复合材料连接件拉伸性能的影响,通过试验和仿真分析对碳纤维复合材料连接结构展开失效强度安全性分析。通过复合材料连接件拉伸实验分析研究了预紧力(1~6 kN)对连接件拉伸性能的影响。搭建了参数化随机仿真模型模拟拉... 为了研究预紧力对复合材料连接件拉伸性能的影响,通过试验和仿真分析对碳纤维复合材料连接结构展开失效强度安全性分析。通过复合材料连接件拉伸实验分析研究了预紧力(1~6 kN)对连接件拉伸性能的影响。搭建了参数化随机仿真模型模拟拉伸过程中工艺参数的分散性,并对复合材料连接件拉伸失效进行仿真。对连接件拉伸破坏和极限强度进行统计分析,利用基于威布尔分布的双可靠性指标安全强度评估方法,估计了特征强度、下限强度和不同可靠度置信度等级下的安全设计强度。结果表明:在1~6 kN内随着预紧力的递增,破坏载荷和极限载荷增加,较预紧力为1 kN时分别提高了18.7%和12.9%;比较双可靠性指标方法下的安全承载强度评估结果与安全系数法下的评估结果,不同预紧力下破坏安全承载强度和极限安全承载强度的平均值分别提高7.35%和20.51%,在保证安全的前提下减少了安全冗余设计,提高了材料利用率。 展开更多
关键词 复合材料 螺栓连接 预紧力 安全性分析 分散性
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高预紧力应力均布型锚索的研制及施工工艺
10
作者 侯俊领 黄童李 +5 位作者 刘结高 李垂宇 袁琳 李世辉 朱修亮 袁安营 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第11期270-283,共14页
预紧力作为巷道支护的关键参数之一,对主动支护起着决定性作用,国内外研究表明提高预紧力可有效控制巷道变形,降低冒顶事故的发生。当锚索张拉结束卸载时,锚索回缩导致预紧力损失较大,实际施加的预紧力远低于设计值,难以发挥预应力锚索... 预紧力作为巷道支护的关键参数之一,对主动支护起着决定性作用,国内外研究表明提高预紧力可有效控制巷道变形,降低冒顶事故的发生。当锚索张拉结束卸载时,锚索回缩导致预紧力损失较大,实际施加的预紧力远低于设计值,难以发挥预应力锚索主动支护的作用。为减少预紧力损失,研制了高预紧力应力均布型锚索,构件包括高预紧力应力均布型锁具、钢绞线、托盘、支撑架等构件。高预紧力应力均布锚索能够减少锁具夹片引起的锚索回缩量和围岩损伤变形引起的锚索回缩量,减少张拉过程中预紧力损失。该安装工艺采用二次张拉结合螺母旋转预紧的方式,首次张拉与传统锚索工艺一致,二次张拉则借助支撑架辅助完成,待张拉产生缝隙后,通过旋转螺母补偿锚索在首次张拉时的回缩损失。在试验过程中,采用数字图像相关技术(Digital Image Correlation,DIC)技术研究了锚索静载拉伸过程中普通螺母和应力均布型锁具螺母的“荷载-位移”分布规律。现场实测和实验室实测发现矿用锚索在张拉过程中预紧力损失约为35%,高预紧力应力均布型锚索张拉过程中预紧力损失仅为10%,预紧力损失减少25%,应力均布型锁具螺母可缓解张拉过程中螺纹副的应力集中,提高锁具螺纹的承载能力。成果在朱集矿、潘二矿及丁集矿等深部巷道应用,对巷道围岩控制效果较好。 展开更多
关键词 巷道支护 围岩控制 预紧力 数字图像相关技术 应力均布型锚索
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基于螺栓预紧力监测土工离心机不平衡力的方法研究
11
作者 陈红永 牛红攀 +3 位作者 黎启胜 杨玉明 宋琼 李心耀 《机械强度》 北大核心 2025年第1期107-112,共6页
研究了一种基于监测地脚螺栓轴向预紧力变化的土工离心机动态不平衡力在线测量方法。首先,通过理论推导了不同的不平衡力状态下,地脚螺栓的轴向预紧力变化模型,证明了间接测试离心机不平衡力的可行性。其次,在TLJ-500型离心机上开展试验... 研究了一种基于监测地脚螺栓轴向预紧力变化的土工离心机动态不平衡力在线测量方法。首先,通过理论推导了不同的不平衡力状态下,地脚螺栓的轴向预紧力变化模型,证明了间接测试离心机不平衡力的可行性。其次,在TLJ-500型离心机上开展试验,获得了动态不平衡力矩随配重变化的规律,并对测点轴向力变化进行拟合,建立了测点轴向力与不平衡质量及离心机运行重力加速度g值的关系。最后,对一个地脚螺栓的预紧力变化进行测量,通过响应面拟合可建立地脚螺栓轴向预紧力的变化与离心机运行加速度和配重质量的关联。研究表明,通过监测地脚螺栓预紧力变化获得的离心机运行不平衡力的方法具有一定可行性,试验中应保持不同配重的质心一致;根据拟合式计算使转臂平衡的配重质量时,应尽量采用较大的加速度以降低离心机未甩平带来的误差。 展开更多
关键词 地脚螺栓 轴向预紧力 土工离心机 不平衡力 拟合模型
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基于NRBO算法优化的模糊PID轴承预紧力控制
12
作者 李学军 黎耀强 +2 位作者 蒋玲莉 李家皇 张茜 《电子测量与仪器学报》 北大核心 2025年第7期227-235,共9页
合适的预紧力可以使轴承系统达到减少系统振动和噪音、提高轴承刚度的目的,为满足轴承预紧力控制的需要,提出了基于牛顿-拉夫森优化算法(NRBO)优化模糊PID的预紧力控制策略。首先,确定轴承预紧力液压加载的方式以及建立传递函数;其次,结... 合适的预紧力可以使轴承系统达到减少系统振动和噪音、提高轴承刚度的目的,为满足轴承预紧力控制的需要,提出了基于牛顿-拉夫森优化算法(NRBO)优化模糊PID的预紧力控制策略。首先,确定轴承预紧力液压加载的方式以及建立传递函数;其次,结合AMESim/Smilink的联合仿真模型,并与常规PID,模糊PID、粒子群算法(PSO)优化模糊PID进行了仿真对比;最后,开展了试验验证。仿真结果表明,NRBO算法优化模糊PID对比常规PID、模糊PID和PSO算法优化模糊PID超调量分别减少42.93%、27.78%、13.91%,调节时间分别减少了3、2.3、1.6 s。试验结果表明,轻载、中载、重载的径向力作用下,NRBO优化模糊PID控制器相比于常规PID控制器,调节时间分别减少5.3、10.4、4.5 s,超调量分别减少43.78%、52.52%、72.36%;相比于模糊PID控制器调节时间分别减少2.7、5.2、2.6 s,超调量分别减少29.62%、46.24%、59.52%;相比PSO算法优化模糊PID控制器调节时间分别减少1.7、3.2、2.3 s,超调量分别减少17.38%、30.02%、55.42%。表明了NRBO优化模糊PID控制器拥有更快、更精确的控制效果,能够很好的实现预紧力的精确施加。 展开更多
关键词 轴承预紧力 NRBO算法 模糊PID 预紧力控制
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超高压法兰连接下的螺柱预紧力分布优化
13
作者 李美求 李书航 +2 位作者 刘方 张思 李宁 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第25期10680-10690,共11页
为改善超高压法兰双头螺柱在紧固的过程中各螺柱会因弹性相互作用影响而发生预紧力松弛和分布不均的问题,最终影响法兰连接的密封性。通过现有的文献建立了弹性相互作用矩阵,并采用有限元分析方法对紧固顺序、紧固轴数、紧固轮次不同紧... 为改善超高压法兰双头螺柱在紧固的过程中各螺柱会因弹性相互作用影响而发生预紧力松弛和分布不均的问题,最终影响法兰连接的密封性。通过现有的文献建立了弹性相互作用矩阵,并采用有限元分析方法对紧固顺序、紧固轴数、紧固轮次不同紧固工艺下的螺柱预紧力分布进行了研究,基于此对比分析了不同紧固工艺的优缺点及适用性,最终采用弹性相互作用系数法(elastic interaction coefficient method,EICM)对螺柱初始预紧力优化。结果表明:单轴紧固模式中的星形模式和多轴紧固模式中的四轴圆形模式紧固效果最好,紧固后的各螺柱预紧力更接近于目标预紧力,同时所需载荷步较少;其次,增加紧固轮次可使紧固后各螺柱接近于目标预紧力,离散度更小;此外,采用基于EICM优化后的螺柱初始预紧力进行紧固后,得到的螺柱最终预紧力分布较优化前得到明显的改善。可见研究结果可为超高压法兰双头螺柱的紧固提供理论指导和技术支持。 展开更多
关键词 紧固 预紧力 弹性相互作用 螺柱 超高压
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考虑螺栓预紧力及嵌缝宽度影响的管片接头抗弯特性研究
14
作者 石钰锋 周宇航 +3 位作者 胡梦豪 张涛 黄匀 魏纲 《铁道科学与工程学报》 北大核心 2025年第12期5473-5486,共14页
盾构隧道管片环向接头构造复杂,现有承载理论在接头嵌缝构造、连接螺栓、初始预紧力等参数上多采用简化处理或依据经验确定,使管片接头抗弯特性尚不明确。为此,建立综合考虑初始预紧力、混凝土抗压承载极限及嵌缝构造的管片接头承载全... 盾构隧道管片环向接头构造复杂,现有承载理论在接头嵌缝构造、连接螺栓、初始预紧力等参数上多采用简化处理或依据经验确定,使管片接头抗弯特性尚不明确。为此,建立综合考虑初始预紧力、混凝土抗压承载极限及嵌缝构造的管片接头承载全过程解析理论模型,采用数值模拟验证理论的准确性,进一步探明初始预紧力、嵌缝间距等对管片接头初始抗弯刚度、抗弯承载极限等抗弯特性的影响。研究结果表明:所建管片接头受力全过程解析模型可用于分析任意荷载作用下接头的力学状态,且理论与数值结果吻合度较高;无预紧力时,正、负弯矩接头的初始抗弯刚度分别为7580、6190(kN·m)/rad,抗弯承载极限分别为173 kN·m、43.7 kN·m,差异明显,说明接头内缘嵌缝间距过大不利于负弯矩承载;相较于无预紧力时,螺栓预紧力的施加可显著提高接头抗弯刚度及承载性能,仅施加2 kN螺栓预紧力,正、负弯矩接头的初始抗弯刚度提升了494%和7%,抗弯承载极限提升了637%和203.2%,但预紧力过大也会导致管片局部屈服,经研究可知南昌地铁制式管片的较优初始预紧力在200 kN左右;随外缘嵌缝间距的增大,接头抗弯承载极限呈先增大后减小的趋势,在嵌缝间距3 mm左右达到最大,间距大于6 mm后大幅下降,表明接头外缘嵌缝间距存在一个可充分发挥管片接头抗弯性能的较优区间。研究结果可为进一步发展盾构隧道管片接头承载理论和抗弯特性影响分析提供参考。 展开更多
关键词 解析模型 数值仿真 管片接头 嵌缝构造 螺栓初始预紧力 抗弯特性
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极罕遇地震作用下无预紧力变摩擦惯容器消能体系抗震性能分析
15
作者 赵桂峰 刘伟 +3 位作者 马玉宏 孔思华 陈家川 陈兆升 《工程科学与技术》 北大核心 2025年第4期62-70,共9页
针对传统摩擦阻尼器在极罕遇或近场脉冲型地震作用下需施加较大预紧力以提供足够的阻尼力,且可能引发耐久性问题这一现状,提出一种无预紧力变摩擦惯容器(NVFI)。首先,对NVFI的组成、工作原理及力学模型进行介绍,指出其通过滚珠丝杠驱动... 针对传统摩擦阻尼器在极罕遇或近场脉冲型地震作用下需施加较大预紧力以提供足够的阻尼力,且可能引发耐久性问题这一现状,提出一种无预紧力变摩擦惯容器(NVFI)。首先,对NVFI的组成、工作原理及力学模型进行介绍,指出其通过滚珠丝杠驱动弹簧施加可变正压力,从而在摩擦片之间形成随运动变化的变摩擦阻尼力,呈现出“蝴蝶形”滞回曲线特征。其次,建立NVFI的恢复力计算公式,并以单自由度结构为算例,开展各级地震作用下的非线性动力时程分析,验证NVFI的减震效果和能量耗散能力。研究结果表明:NVFI可在无预紧力条件下实现大吨位的变摩擦阻尼力,有效降低结构位移、速度及加速度响应,且对近场脉冲型地震作用下的减震效果尤为突出。在设防地震水平下,NVFI可分别降低远场、近场脉冲型及非脉冲型地震作用下结构位移响应的46%、56%和34%,同时表现出较好的速度与加速度减震性能。能量分析显示,NVFI可显著降低结构输入的地震能量,改变结构基本频率,使之避开外界地震主频的影响范围。此外,通过分析质量比在0~0.5变化对结构动力响应的影响可知,质量比主要影响结构的速度和加速度响应,对位移响应影响相对较小;NVFI的减震与耗能性能主要依赖其优异的变摩擦阻尼特性,而惯容机制主要是降低地震输入能。 展开更多
关键词 无预紧力 变摩擦 惯容器 极罕遇地震 抗震性能
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考虑非均匀载荷的转子系统装配精度预测与预紧力优化方法
16
作者 巩浩 王星洁 +1 位作者 刘检华 谭征岳 《北京理工大学学报》 北大核心 2025年第10期1075-1084,共10页
提出了一种同时考虑几何误差和非均匀载荷的多级转子装配精度预测方法,首先,在只考虑位置和方向偏差的装配误差传递模型基础上,将非均匀载荷导致的装配变形量进行叠加,建立更加精确的多级转子装配误差传递理论模型;然后,采用有限元方法... 提出了一种同时考虑几何误差和非均匀载荷的多级转子装配精度预测方法,首先,在只考虑位置和方向偏差的装配误差传递模型基础上,将非均匀载荷导致的装配变形量进行叠加,建立更加精确的多级转子装配误差传递理论模型;然后,采用有限元方法仿真得到非均匀载荷作用下的转子装配精度,以此构建装配数据集,建立KAN神经网络代理模型,进行模型训练和测试,准确预测误差传递理论模型中的关键参数,与传统的回归模型进行了对比,验证了所提代理模型在精度预测方面的优越性和可靠性;最后,以一组随机误差参数作为研究案例,对比了所提模型与经典模型的预测值;采用萤火虫算法对配合面预紧力大小进行了优化,同轴度较优化前降低了38.03%,显著提高了转子系统的装配预测精度. 展开更多
关键词 航空发动机转子 KAN神经网络 误差传递 同轴度 预紧力优化
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基于锚杆预紧力的锚杆、锚固剂及围岩协同防控试验研究
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作者 张晓君 杨小瑶 张震 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第13期5552-5559,共8页
针对工程岩体锚杆锚固防控研究的不足,提出基于锚杆预紧力的协同防控分析方法,开展基于锚杆预紧力的锚杆、锚固剂及围岩协同防控试验,得到锚杆预紧力变化规律并识别锚杆锚固协同防控状态,提出协同度概念并探讨协同度确定方法。结果表明... 针对工程岩体锚杆锚固防控研究的不足,提出基于锚杆预紧力的协同防控分析方法,开展基于锚杆预紧力的锚杆、锚固剂及围岩协同防控试验,得到锚杆预紧力变化规律并识别锚杆锚固协同防控状态,提出协同度概念并探讨协同度确定方法。结果表明,提升锚固剂与锚固孔围岩、锚杆与锚固剂的协同度,有利于彼此间的协同演化,可有效提升防控效果;给出了锚杆锚固协同状态判定方法,可通过锚杆预紧力松弛过程曲线和松弛度来综合判定锚杆锚固协同状态;增大锚杆垫板与临空面围岩的接触面有利于彼此间的协同演化;根据预紧力施加及监测情况,得出了锚杆锚固防控总协同度的确定方法,给出了锚杆锚固各部分提高协同度的策略,设计时应特别注重锚杆锚固各部分的协同,确保各部分均能发挥最优性能和处于最佳状态。研究结果为工程岩体的预应力锚杆锚固机理、监测、预测预报及防控等具有很好的指导和借鉴意义。 展开更多
关键词 锚杆 锚杆预紧力 围岩 锚固剂 松弛 协同度
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螺栓预紧力对盾构隧道纵向刚度影响分析
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作者 黄大维 郑凯丽 +2 位作者 李庆 陈永青 邱传荣 《铁道学报》 北大核心 2025年第9期184-192,共9页
为研究环缝接头螺栓预紧力对盾构隧道纵向刚度影响,自主设计环缝接头拉伸试验装置,开展盾构隧道足尺管片环缝接头拉伸试验,对比分析两种螺栓预紧力下管片混凝土和环缝螺栓应变规律,并计算出两种螺栓预紧力下盾构隧道纵向刚度。试验结果... 为研究环缝接头螺栓预紧力对盾构隧道纵向刚度影响,自主设计环缝接头拉伸试验装置,开展盾构隧道足尺管片环缝接头拉伸试验,对比分析两种螺栓预紧力下管片混凝土和环缝螺栓应变规律,并计算出两种螺栓预紧力下盾构隧道纵向刚度。试验结果表明,基于盾构隧道纵向刚度计算方法分析可知,当弯矩小于管片环发生张开的初始弯矩时,预紧力对盾构隧道纵向刚度基本无影响;当弯矩大于或等于管片环发生张开的初始弯矩时,预紧力对纵向刚度的影响显著,预紧力越大环缝张开量越小,盾构隧道纵向刚度越大。试验结果反演计算表明,预紧力为31.892 kN比预紧力为39.834 kN对盾构隧道纵向刚度的提升效果更显著,提升幅度约57.78%。当盾构隧道环缝接头受拉时,越靠近螺栓的混凝土应变变化越明显;施加的螺栓预紧力越大,管片混凝土应变越大;螺栓在加载过程中易沿中心点位发生转动,导致螺栓孔两侧混凝土应变值存在差异。预紧力的大小会影响隧道整体纵向刚度,在实际施工过程中,可考虑在合适的范围内增大预紧力提升盾构隧道纵向刚度,从而增加盾构隧道抵抗纵向变形能力。 展开更多
关键词 隧道工程 盾构隧道 足尺试验 预紧力 纵向刚度
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收口螺母下预紧力形成及拧紧工艺特性研究
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作者 张伟 刘博文 +2 位作者 吴怀远 王鲁 胡博 《西北工业大学学报》 北大核心 2025年第6期1217-1223,共7页
自锁螺母具有很好的抗震防松性能,广泛应用于航空发动机转子结构装配中,预紧力的控制精度对于发动机的整机性能至关重要,而目前自锁螺母对拧紧工艺的影响研究较少。对加工误差下的自锁螺母拧紧过程进行分析,对螺栓装配工艺进行理论和误... 自锁螺母具有很好的抗震防松性能,广泛应用于航空发动机转子结构装配中,预紧力的控制精度对于发动机的整机性能至关重要,而目前自锁螺母对拧紧工艺的影响研究较少。对加工误差下的自锁螺母拧紧过程进行分析,对螺栓装配工艺进行理论和误差分析;自锁螺母采用节点偏移的方式实现收口,仿真分析了自锁螺母对拧紧过程的影响,结果表明收口螺母使得螺纹及螺母端面应力重分布,由均匀分布变为对称分布,出现应力集中;开展单螺栓拧紧试验,探究拧紧次数对拧紧工艺参数的影响规律,为现有的拧紧工艺提供指导。 展开更多
关键词 有限元分析 自锁螺母 扭矩转角法 预紧力控制
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高预紧力应力均布型锚杆在静-动载作用下的力学响应 被引量：2
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作者 侯俊领 李垂宇 +3 位作者 黄童李 袁琳 刘世阳 黄平 《中国安全科学学报》 北大核心 2025年第1期50-59,共10页
为解决因深部采动巷道强采动应力影响导致锚杆断锚、失锚现象发生的问题,有效提高锚杆预紧力,设计一款可施加高预紧力的应力均布型锚杆,综合采用理论分析、静载拉拔和落锤冲击试验、数值计算以及数字散斑相关法(DIC)等研究锚杆静载拉拔... 为解决因深部采动巷道强采动应力影响导致锚杆断锚、失锚现象发生的问题,有效提高锚杆预紧力,设计一款可施加高预紧力的应力均布型锚杆,综合采用理论分析、静载拉拔和落锤冲击试验、数值计算以及数字散斑相关法(DIC)等研究锚杆静载拉拔过程中载荷-位移分布特征,得到锚杆应力集中位置;采用Ansys数值模拟落锤冲击试验和霍普金森压杆(SHPB)冲击试验,研究锚杆在动载作用下的力学响应特征。研究结果表明:普通锚杆螺母螺纹变形沿着远离挤压面轴向呈指数降低,应变集中在螺纹前3圈,应力均布型锚杆可实现螺纹应变协调,力学环境良好;锚杆轴力变化分为上升区、震荡区、稳定区,当落锤冲量相同时,应力均布型锚杆可将冲击力降低为原来的64%,降低锚杆轴力振幅频率;应力均布型锚杆可降低应力波波形变化幅度及频率。该研究成果在朱集矿、潘二矿、丁集矿等深部巷道应用,锚杆未见断锚现象,对巷道围岩控制效果较好。 展开更多
关键词 预紧力 应力均布型锚杆 静载 动载 力学响应 数字散斑相关法(DIC) 锚杆破断 落锤冲击 霍普金森压杆(SHPB)
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