基于挤压法的复合材料预紧力齿连接预紧力计算方法研究

左扬¹，李飞²，赵启林¹，高建岗³

1. 南京工业大学机械与动力工程学院2. 重庆交通大学土木工程学院3. 陆军工程大学野战工程学院

摘 要：通过挤压法对复合材料预紧力齿连接接头施加预紧力时,外部挤压量的大小决定了施加在接头上的预紧力大小。本文通过理论、有限元和实验研究了外部挤压量和接头预紧力之间的对应关系。在理论推导时,首先将钢和铝合金简化为理想弹塑性材料,将拉挤复合材料简化为横观各向同性材料,然后通过厚壁圆筒理论得出了在不同挤压量下界面径向压应力的理论计算公式,并通过有限元和实验进行了验证,最后在此基础上进行了参数研究。研究表明:①理论解与有限元解以及实验值吻合较好,这证明了理论公式推导的正确性;②在仅改变壁厚的情况下,界面径向压应力随铝合金内套筒壁厚的增加呈线性增长趋势,而外部钢套筒壁厚对其的影响不大;③将内套筒材料由铝合金换成钢,在其他条件不变的情况下,界面径向压应力会得到显著提高。

关键词：挤压量;预紧力;复合材料;有限元;