Page 40 - 理化检验-物理分册2025年第四期
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高学敏，等：基于ABAQUS软件的螺栓连接疲劳行为及寿命预测
图 7 不同载荷循环次数下单螺栓和多螺栓搭接结构的疲劳寿命曲线
图 8 多螺栓搭接结构应力分布
应力集中，说明这些部位是疲劳损伤的高风险区域； 部与杆部的过渡区域，这些部位均符合应力集中分
连接板的应力集中主要分布在第二列螺栓的螺栓孔 布规律；由于载荷分布不均，导致4个螺栓的损伤形
周围，正、负载荷作用下的应力分布虽然有差异，但 式不同，远离载荷作用点的两个螺栓螺杆中部存在
总体趋势相似，均显示出较大的应力集中。 剪切损伤，挤压损伤不明显，靠近载荷作用点的两个
3.2 裂纹生成与扩展规律 螺栓螺杆中部既存在剪切损伤也存在挤压损伤；对
基于仿真结果，研究裂纹在疲劳载荷下的生成 于靠近载荷作用点的两个螺栓，在经历1×10 次循
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与扩展规律，评估裂纹扩展速率和疲劳寿命。在载 环疲劳载荷后，裂纹开始萌生并扩展，在疲劳载荷循
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荷幅值为1.1 mm、载荷频率为12 Hz、转角为2.45 rad 环次数达到1.3×10 次时，一个螺栓被剪断，接头失
条件下，多螺栓搭接结构疲劳损伤演变过程如 去承载能力，结构失效，载荷继续循环，由于接头失
图9所示。由图9可知：随着疲劳载荷的不断循环， 去承载能力，连接件滑移距离增大，螺栓与螺母之间
螺栓杆部的疲劳损伤不断累积，主要损伤部位为螺 发生挤压，导致与螺母接触的螺栓螺纹发生大面积
杆中部受剪切处、与螺母接触的螺纹处，以及螺栓头 脱落。
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