【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于飛行器制造行業螺紋連接性能預測及其非線性演變領域，尤其是一種數-實聯合的緊固系統連接特性精細化解算方法。
技術介紹
1、螺紋連接具有結構簡單、裝拆操作方便和維護成本低廉等優點，是航空器、航天器、火箭等飛行器產品廣泛應用的機械連接形式。為了保證產品的裝配質量和服役性能，裝配結構應力水平須在合理范圍且其分布狀態應盡量均勻。然而，螺紋連接實際緊固過程中不可避免地受到材料、幾何誤差、表面質量和緊固工藝等因素的綜合作用，螺紋連接應力水平及其分布難以達到預期目標。
2、螺紋連接緊固工藝參數涉及擰緊速度，當螺母相對螺栓按此速度進行旋合時，螺紋副之間將產生摩擦熱，其引起的溫升不僅直接影響螺紋連接的應力水平和分布狀態，造成的材料軟化勢必進一步造成應力的在分布。因此，螺紋連接應力分析是熱力耦合問題，須深入研究溫度和預緊力耦合作用下的螺紋連接應力。
3、目前，針對螺紋連接應力的研究多基于試驗和有限元，開發出了諸如202311298536.1和202310238074.8的螺紋連接應力測量裝置與方法，以及忽略螺紋的螺桿模型、三維軸對稱模型、四面體網格劃分模型、螺紋與螺桿單獨建模然后綁定模型等有限元模型。然而，現有螺紋連接應力測量方法均基于試驗環境和特定假設條件，不適用于裝配或維修現場。而現有有限元模型均未考慮真實螺紋幾何特征，即忽略了螺紋升角導致結構非對稱的影響?？紤]到有限元仿真方法的可視性和可操作性，如何提出一種精準的有限元仿真分析方法一直是螺紋連接性能預測及其非線性演變領域的重點難題。
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1、本申請解決的技術問題是：克服現有技術的不足，提供了一種數-實聯合的緊固系統連接特性精細化解算方法，解決螺紋連接應力狀態分析欠真實、仿真模型精度欠佳和試驗成本高且難應用等問題。
2、本申請提供的技術方案如下：
3、一種數-實聯合的緊固系統連接特性精細化解算方法，包括：
4、s10.根據螺紋結構、緊固終端和螺紋界面摩擦系數，計算旋合路程的摩擦熱；
5、s20.實驗獲得螺紋結構的金屬材料的硬度-溫度試驗測試數據，根據摩擦熱qi和硬度-溫度試驗測試數據獲得螺紋結構的材料軟化模型；
6、根據材料軟化模型，獲得材料受力狀態；
7、s30.根據螺紋結構在有限元分析軟件中構建精細化有限元模型，精細化有限元模型包括材料屬性，在材料屬性模塊中添加材料軟化模型；添加材料屬性的參數，并設置初邊值條件；
8、s40.根據摩擦熱qi、材料硬度h、材料受力狀態和精細化有限元模型，借助有限元分析軟件求解應力場。
9、所述s10包括：根據螺紋結構和緊固終端，計算旋合路程；根據螺紋界面摩擦系數，計算螺紋旋合過程中的摩擦力；根據旋合路程和摩擦力，計算旋合路程的摩擦熱。
10、所述摩擦熱qi為：
11、其中，kc是螺紋連接剛度，p是螺距，μt是螺紋副摩擦系數，α是牙型半角，θi是螺母與螺栓的相對轉角，β是螺紋升角。
12、其特征在于，所述s20包括：對不同溫度下的金屬材料硬度進行測量，獲得螺紋結構的金屬材料的硬度-溫度試驗測試數據；根據金屬材料的硬度-溫度試驗測試數據擬合的曲線，獲得硬度的熱系數c；根據摩擦熱qi計算獲得摩擦熱引起的溫度載荷t；根據硬度的熱系數c和摩擦熱引起的溫度載荷t獲得螺紋結構的材料軟化模型。
13、其特征在于：所述材料軟化模型為h＝h0e-ct，其中，h是材料硬度，h0是材料的常溫硬度，c是硬度的熱系數，t是摩擦熱引起的溫度載荷，t根據摩擦熱qi計算獲得。
14、一種計算機可讀存儲介質，其上存儲有計算機程序/指令，該計算機程序/指令被處理器執行時實現上述任一所述方法的步驟。
15、一種計算機程序產品，包括計算機程序/指令，該計算機程序/指令被處理器執行時實現上述任一所述方法的步驟。
16、綜上所述，本申請至少包括以下有益技術效果：
17、與現有技術相比，本專利技術考慮了力熱載荷耦合作用和真實螺紋幾何特征，解決螺紋連接應力狀態分析欠真實、仿真模型精度欠佳的問題，數值解算精度和效率更高，可操作性強且操作簡單，降低了試驗設備購置帶來的高成本，能夠實現工程應用。
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1.緊固系統連接特性解算方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的緊固系統連接特性解算方法，其特征在于，所述S10包括：
3.根據權利要求1或2所述的緊固系統連接特性解算方法，其特征在于：所述摩擦熱為：
4.根據權利要求1所述的緊固系統連接特性解算方法，其特征在于，所述S20包括：
5.根據權利要求1或4所述的緊固系統連接特性解算方法，其特征在于：所述材料軟化模型為，
6.一種計算機可讀存儲介質，其上存儲有計算機程序/指令，其特征在于，該計算機程序/指令被處理器執行時實現權利要求1-5任一所述方法的步驟。
7.一種計算機程序產品，包括計算機程序/指令，其特征在于，該計算機程序/指令被處理器執行時實現權利要求1-5任一所述方法的步驟。
【技術特征摘要】
1.緊固系統連接特性解算方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的緊固系統連接特性解算方法，其特征在于，所述s10包括：
3.根據權利要求1或2所述的緊固系統連接特性解算方法，其特征在于：所述摩擦熱為：
4.根據權利要求1所述的緊固系統連接特性解算方法，其特征在于，所述s20包括：
5.根據權利要求1或...
【專利技術屬性】
技術研發人員：任一龍，陽志光，王婕，閆路，馮韶偉，盧紅立，王帥，劉佳運，楊帆，朱振濤，賈睿，張仁嘉，于煜斌，何巍，李舟陽，
申請(專利權)人：北京宇航系統工程研究所，
類型：發明
國別省市：
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