考虑温度影响的机床螺栓结构接触特性分析

螺栓连接结构广泛应用于机械装备之中,其特性对整体结构的力学性能有显著影响.由于螺栓杆及连接构件热伸缩系数上的差异,温度变化导致的螺栓杆及连接件的热变形会使得螺栓的预紧力发生变化,从而影响整体结构的动力学特性.文章基于有限元分析研究温度对螺栓连接结构接触特性的影响,并以机床中常用的铸铁材料为例,依次研究了连接板厚、螺栓直径、螺栓预紧力与温度耦合情况下的接触特性,并采用克里金插值法构建了螺栓接触特性参数库.结果表明:当连接板的厚度较小时,温度变化对接触特性影响并不显著,当板厚增大到一定程度后,温度变化会使接触区域的变化及接触应力的变化显著增大;预紧力较小时,温度变化影响接触区域大小和平均接触应力,预紧力增大到一定程度后,温度变化对接触特性的影响不明显.