技术摘要：
本发明公开一种螺栓失效判定方法。所述方法包括：通过试验计算螺栓的复合应力修正系数，基于有限元模型确定判断螺栓失效的每圈螺纹的最大复合应力阈值，建立实际工况下螺栓的有限元模型，计算螺栓每圈螺纹的最大复合应力，通过比较每圈螺纹的最大复合应力与每圈螺纹的  全部
背景技术：
对于一个螺纹联接结构中的螺栓而言，其预紧力是为了保证螺纹联结件在工作中 不分离，同时保证强度和使用寿命要求。加大预紧力可以保证被联接件的紧密度，但是不能 在拧紧过程中超过屈服强度而损坏；同时，也要防止在服役过程中超过屈服强度而损坏。目 前，判定螺栓在拧紧和服役过程中是否失效的方法有理论力学计算、模拟试验和有限元仿 真分析等，而这些方法存在的问题如下： (1)根据Mises’s理论按照公式(1)计算螺栓产生的复合应力。然而，通过与工程应 用、试验数据对比发现，这种方法计算的结果不够准确。 其中，σco为复合应力，σ0为装配过程螺栓的轴向拉伸应力，τ为装配过程螺栓剪切 应力。 (2)由于螺栓结构在材料、几何尺寸及接触等方面的非线性特征，传统的理论力学 计算和试验方法缺乏对螺栓内部应力状态的了解，尤其是无法确定螺纹根部应力集中区域 的最大应力，导致分析结果不准确，且无法对复杂的工况进行有效模拟和计算。 (3)由于螺纹承受的应力不均匀，在拧紧过程和服役过程中，前三圈螺纹应力最 大，第一圈螺纹往往超过屈服，但螺栓整体尚未失效。目前的有限元仿真方法直接将螺栓承 受的最大应力与强度对比结果作为失效判定准则，判定结果不够准确。
技术实现要素：
为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提出一种螺栓失效判定方法。 为实现上述目的，本发明采用如下技术方案： 一种螺栓失效判定方法，包括： 步骤1，通过试验计算螺栓的复合应力修正系数ω； 步骤2，确定判断螺栓失效的每圈螺纹的最大复合应力阈值； 建立螺栓、螺母和被联接件的有限元模型，模拟螺栓在失效试验或实际失效案例 中的拧紧、服役过程，使螺栓达到失效状态； 提取螺栓第i圈螺纹第j个节点在直角坐标系下X、Y、Z三个方向的分应力τij-x、 τij-y、τij-z，计算第i圈螺纹的最大复合应力，得到第i圈螺纹的最大复合应力阈值 其中，n为螺纹的圈数，m为节点数； 步骤3，建立实际工况下螺栓的有限元模型，计算螺栓每圈螺纹的最大复合应力 3 CN 111611730 A 说　明　书 2/3 页 σi-co，如果每圈螺纹的最大复合应力均满足 i＝1,2,…,n，则螺栓未失效；否 则，螺栓失效。 与现有技术相比，本发明具有以下有益效果： 本发明通过试验计算螺栓的复合应力修正系数，基于有限元模型确定判断螺栓失 效的每圈螺纹的最大复合应力阈值，建立实际工况下螺栓的有限元模型，计算螺栓每圈螺 纹的最大复合应力，通过比较每圈螺纹的最大复合应力与所述阈值的大小，判断螺栓是否 失效，减小了螺栓复合应力的计算误差，提高了判断螺栓失效的准确度。 附图说明 图1为螺栓拧紧过程中某一螺纹某一节点X、Y、Z方向的分应力曲线。