基于节点耦合技术的螺栓强度可靠性分析

李永华，王百发，殷浩，孙琦

(大连交通大学 机车车辆工程学院，辽宁 大连 116028)*

螺栓作为起紧固连接作用的机械基础件，标准和通用程度极高，具有结构简单，拆装方便等优点.螺栓的材料属性以及工作过程中所受载荷具有随机性，螺栓失效会导致机械零部件甚至整个机械系统的功能失效，因此对螺栓强度进行可靠性分析是十分必要的.传统的螺栓强度可靠性分析基于MPC接触方法和蒙特卡罗法进行.接触分析耗时长，蒙特卡罗法抽取的样本点数量庞大，导致传统的螺栓强度可靠性分析耗时，难以实现.

惠烨等[1]基于结合面变形和构件变形的耦合关系，提出在构件间增加虚拟材料层反映结合部非线性特性的假设并建立包含结合部特性的模型，提高了螺栓和构件整体分析的准确性；李玲等[2]对螺栓与结合面因素进行综合考虑，运用功率谱函数以及WM函数表征结合面微观特征，利用Mindlin理论和统计学方法建立了能正确反映螺栓结合面刚度的分析模型；姚星宇等[3]将层单元方法应用到螺栓连接部位模拟中，给出其参数化建模方法，并证实了该方法在实际结构应用中的有效性；孙志勇等[4]基于薄层单元参数与模态参数的关系，建立响应面，并采用遗传算法实现薄层单元参数的优化辨识；Mael Couchaux等[5]基于增强束理论，建立了预测螺栓连接弹性行为的机械模型，可对螺栓力进行较为精确的评估.以上研究提高了接触区域建模的精确度，使……