一、前言
螺栓作為機械工程中的一個重要部件，其不僅僅是各種板件之間的連接件，而且還起著預緊作用。在機械工程中，為了增強螺栓螺紋聯接的剛性、緊密性、防松能力以及防止受橫向載荷螺栓聯接的滑動，多數螺紋聯接在裝配時都需要預緊，而預緊力的施加是通過一定的擰緊力矩來實現的，合適的擰緊力矩對螺栓聯接件和被聯接件的壽命都是有益的。
二、相關理論
一般來說，擰緊力矩是通過擰緊扳手來施加的，而擰緊扳手力矩是用于克服螺紋副的螺紋阻力矩及螺母和與被連接件(或墊圈)支承面間的端面摩擦力矩。依據經驗公式：M＝F*D*K（M為螺栓扭矩，F為螺栓載荷，D為螺栓公稱直徑，K為系數，一般為0.1-0.3，常取0.16，需根據實際進行相應調整）。而扭矩系數K一般很難得到其準確值，通常需要通過相關試驗進行修正。
三、螺母松動原因分析
通過相關試驗數據以及相關文獻，得出導致螺母松動的原因主要有以下：
（1）一般情況下螺栓總成在一定的預緊力矩作用下，導致螺栓長度伸長，從而引起預緊力矩下降，當路面有一定的沖擊或時間較長后，引起車輪螺母松動；
（2）當螺母施加的力矩過大，也可能導致螺母相接觸的輪輻出現過大的等效塑性應變，且超過該材料的屈服強度，在道路試驗承受動載荷的情況下極有可能導致夾緊力下降，從而出現螺母松動現象。
四、螺母松動CAE分析
1、材料定義，需要定義材料的真實應力應變曲線，如下所示。
2、將各個零件組成裝配體，如下所示。
3、定義分析步，根據螺栓的預緊力矩進行合適的分析步定義。
4、接觸定義，由于各個零件之間有接觸，需要考慮接觸的影響。
5、載荷步定義，根據實際力矩加載過程，建立多個分析步，以便接觸的逐步建立。
（1）首先定義螺栓預緊力，即Bolt load，選擇螺栓截面或幾何截面，定義預緊力。根據所要施加的載荷大小，逐步加到所需要的預緊力，再保持螺栓長度不變；再定義另一端螺栓載荷，逐漸加到目標載荷。
（2）對結構進行非線性分析其邊界條件和載荷的定義要盡量與實際相吻合，通常在非線性分析時要設定多個分析步，達到各個接觸逐漸建立起來。
6、結果讀取，首先通過查看預緊力，看是否與接觸力相等。
（1）通過查看分析結果知預緊力CF1=1.42e5N，與接觸面的接觸力CFN2=1.4201e5N相等，即分析模型可進行下一步分析。
（2）通過分析得到在施加預緊扭矩不超過461Nm時，即接觸的零件最大塑性應變不超過某一參考值才不會導致螺母松動。在此情況下螺栓預緊力合適，不會因過大或過小，導致螺母松動的現象。通過大量的工程案例表明該螺栓松動分析方法是合理有效的，具有一定的工程參考意義。
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