螺紋連接
關注創建者：Jephin Lam 創建時間：2019-08-26
螺紋連接的視頻教程
ABAQUS-螺紋連接水壓滲透模擬
本案例基于ABAQUS/Standard模擬了密封螺紋連接在水壓力作用下的滲透。采用CAX4R單元，建立軸對稱模型，定義三個分析步，一是螺栓預緊載荷，二是位移載荷，三是水壓力載荷（600Mpa），輸出螺栓的應力應變云圖 ，水壓及接觸面積歷史曲線。
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螺紋連接的實例教程
各種螺紋及緊固件的連接形式統稱為螺紋連接[1]， 因其拆卸方便、可互換性強、成本低、安全可靠等優 點，被廣泛應用于各類機械設備零部件之間的連接和 緊固。螺紋連接質量的好壞，對機械設備的整體性能 至關重要。松動是螺紋連接失效的主要形式之一，會 導致連接件之間的預緊力逐漸減小，從而產生異響、 泄露、疲勞斷裂等問題，引發重大事故[2-3]，因此開展螺 紋連接松動機理研究對工程實際具有十分重要的意義。
為了提高螺紋連接的防松性能，準確分析螺紋松 動的微觀過程，國內外學者通過有限元仿真技術進行了大量研究[4-7]。研究表明，在螺紋連接中，預緊力的 降低早于螺紋面間的相對滑移，后者帶來的損害遠大 于前者，因此研究螺栓松動過程中預緊力下降的變化 規律，是預防螺栓松動的可行方法[8-9]。同時，采用準 確的螺紋連接建立力學模型，選擇有螺旋結構的準確 模型，有助于達到最佳仿真效果。
本文建立了螺紋連接結構的精細有限元模型，采 用 Workbench 開展了螺紋松連接松動靜力學加載仿真 和瞬態動力學仿真，研究了螺紋連接松動的機理原因， 可以用于課堂演示及實驗教學，幫助學生直觀體驗螺 紋連接松動的過程，激發學生深入分析事物運行的潛 在規律，增強學生對所學知識的理解、掌握和綜合運 用能力。
1 螺紋連接有限元模型的構建
螺紋連接結構由三部分組成：螺栓、螺母和被連 接件。在實體建模時，螺栓頭部和無螺紋的螺桿形狀 規則，只有螺紋段形狀復雜。且螺栓頭部的六邊形結 構是為了方便施加扭矩以及預緊螺栓設計的，對螺栓 松動沒有影響，因此將螺栓頭部和螺母都簡化成圓柱 體。
展開 • 通過多幀重啟繼續分析三維模型
介紹
螺紋管接頭在石油、天然氣和海上管道應用中很常見。它們在管道頻繁耦合和分離的環境中連接管道。連接器必須能夠承受苛刻的操作條件，因為它們通常承受內部壓力、軸向拔出、彎曲和扭轉載荷。
即使在可能的情況下，使用三維模型開始螺紋連接模擬也是困難且耗時的。軸對稱載荷很重要，很難通過接觸來解決，而螺紋連接的詳細檢查通常需要精細的網格。
由于加載的前幾個階段（如內壓和軸向拔出）本質上是軸對稱的，并且導致非軸對稱變形（如彎曲）的載荷發生在稍后，因此可以使用Mechanical APDL的2-D到3-D分析功能在分析的早期執行更簡單的2-D分析，隨后進行一般的3-D分析。
2-D到3-D分析包括將2-D變形網格擠出到新的3-D網格。該程序根據需要更新數據庫，根據需要生成接觸單元，并將邊界條件、載荷和節點溫度從二維網格傳遞到擠出三維網格。該程序將所有求解的變量（節點和單元解）映射到新的三維網格，并自動重新平衡三維模型的解。然后，可以通過多幀重啟動，根據需要應用非軸對稱加載，繼續對三維模型進行分析。
問題描述
以下是本示例問題中使用的螺紋連接模型的幾何結構：
分析分為三個步驟：
• 第1步：求解內部壓力和端蓋載荷下的二維軸對稱螺紋連接模型。
• 第2步：將二維軸對稱模型轉換為完整的三維模型。
• 第3步：繼續分析彎曲載荷下的三維螺紋連接模型。
第一步中的幾何結構和載荷是軸對稱的，因此分析從二維軸對稱模型開始，以求解內部壓力和拉伸載荷。使用2-D到3-D分析，將2-D變形網格擠出成新的3-D網格，并將解結果映射到3-D模型。然后繼續對三維模型進行分析，在三維模型上施加非軸對稱（彎曲）載荷。
展開 適合制造螺紋連接件的材料品種很多，常用材料有低碳鋼(Q215、10鋼)和中碳鋼(Q235、35鋼、45鋼)。對于承受沖擊、振動或變載荷的螺紋連接件，可采用低合金鋼、合金鋼，如15Cr、40Cr、30CrMnSi等。國家標準規定8.8級及以上的中碳鋼、低碳或中碳合金鋼都須經淬火并回火處理。對于特殊用途(如防銹蝕、防磁、導電或耐高溫等)的螺紋連接件，可采用特種鋼或銅合金、鋁合金等，并經表面處理(如氧化、鍍鋅鈍化、磷化、鍍鎘等)。
普通墊圈的材料，推薦采用Q235、15鋼、35鋼，彈簧墊圈用65Mn制造,并經熱處理和表面處理。
1.2.2 許用應力
螺紋連接件的許用應力與載荷性質(靜、變載荷)、裝配情況(松連接或緊連接)以及螺紋連接件的材料、結構尺寸等因素有關。螺紋連接件的許用拉應力按下式確定:
螺紋連接件的許用切應力[τ]和許用擠壓應力[σp]分別按下式確定:
對于鋼螺栓：
對于鑄鐵螺栓：
式中: σs、σB——螺紋連接件材料的屈服極限和強度極限。常用鑄鐵連接件的σB可取200 ~250 MPa;
S、Sτ、Sp——安全系數，見下表。
1.3 螺栓的預緊1.3.1 預緊力
絕大多數螺紋連接在裝配時都必須擰緊，使連接在承受工作載荷之前，預先受到力的作用。這個預加作用力稱為預緊力。經驗證明，適當選用較大的預緊力對螺紋連接的可靠性以及連接件的疲勞強度都是有利的，特別對于像氣缸蓋、管路凸緣、齒輪箱、軸承蓋等緊密性要求較高的螺紋連接，預緊更為重要。但過大的預緊力會導致整個連接的結構尺寸增大，也會使連接件在裝配或偶然過載時被拉斷。因此，為了保證連接所需要的預緊力，又不使螺紋連接件過載，對重要的螺紋連接，在裝配時要控制預緊力。
通常規定，擰緊后螺紋連接件在預緊力作用下產生的預緊應力不得超過其材料屈服極限σs的80%。
展開 塑膠件的連接結構，有兩種應用較廣泛，一種是卡扣連接（之前文章已有介紹），另一種是螺紋連接。其中螺紋連接我認為是應用最廣泛、最常見的連接結構。基于成本考慮，盡管大家都在盡量減少螺紋連接的使用，但是，對于絕大部分產品結構設計的需要，螺紋連接結構還是很難完全被取代，因為，其相對于卡扣連接有以下優點：
連接強度比卡扣大得多，即使受到額外負載也不容易松脫，可靠性高；
可拆卸次數多，特別是使用機牙螺絲的情況下，連接強度并不會受影響很大；
螺絲柱在模具上成型方便，模具結構簡單，且容易調整；
操作簡單，易學，誰不會打個螺絲呢。
當然，相對于卡扣，其缺點如下：
成本相對高些，螺絲、螺母、電批、螺絲刀等緊固件與工具的成本；
對于外觀零件，會在外殼上存在放置螺絲以及操作的孔洞，破壞外觀的完整性；
裝配時間長，預埋螺母、放置螺絲、使用電批或螺絲工具的時間成本，間接增加裝配成本；
螺紋連接的結構類型少，設計自由度比較受限，常常在主出模方向設計居多。
結合卡扣和螺紋連接的優缺點，在實際產品結構設計上，常常兼容這兩種連接方式，使產品能夠實現性能與成本的平衡。
塑膠件的螺紋連接結構一般有以下兩種：
一種是采用機械牙螺絲（簡稱機牙螺絲）的結構；
一種是采用自攻牙螺絲（簡稱自攻螺絲）的結構；
這兩種結構比較常見的結構形式如下圖，共同點是兩個塑膠零件上分別有用于與螺絲配合的螺絲柱（BOSS柱）和用于支承螺絲頭的套司；區別在于采用機牙螺絲的螺絲柱內孔需預埋螺母。
展開 石油套管楔形螺紋連接結構的API 5C5 A系有限元分析計算
1、 算例分析背景
油套管是石油行業必備的戰略物資，是連通地下油藏與地面的通道，油套管在服役過程中承受高的內壓、外壓、拉伸、壓縮、高溫等復雜載荷，因此油套管的安全性對油田的安全高效開發至關重要；油套管是由螺紋連接一根根連接而成，因此為了保證油套管的安全性，API 發布了對應的評價測試標準API 5C5，因此在楔形扣的設計開發過程中對楔形螺紋連接利用Abaqus軟件進行了有限元仿真計算。
2、 模型建立
由于設計開發的螺紋為帶錐度的楔形螺紋，螺紋錐度1/16，因此為了降低計算量，將模型簡化為軸對稱模型進行分析計算。分別將螺紋連接公母端導入模型如下圖所示：
母端結構
公端結構
3、 材料屬性設計
材料選用API 5CT規范規定P110鋼級材料，分別設置彈性模量和泊松比，并且設置P110材質在不同溫度下的屈服強度。
4、 網格劃分
根據需要不同位置處設置不同密度網格，對螺紋部分重點進行網格加密。
網格單元選用默認軸對稱網格，有限推薦選用四邊形網格。
5、 分析步
分析步共分為兩步，第一步為螺紋連接上卸扣計算，第二步為API 5C5載荷步分析計算，第二部共分為18步載荷，需要根據載荷時間調整輸出時間節點和內容。
6、 接觸設置
根據計算需要選擇對應的接觸位置，設置面對面接觸，接觸方式節點對面設置，
7、 邊界與載荷條件
根據計算需要在不同載荷步施加內壓、外壓、拉伸、壓縮等載荷，具體載荷大小和載荷施加時間參考API 5C5評價試驗標準。
試樣得底部施加Y方向的約束，試樣的頂部施加拉伸、壓縮載荷。
8、 計算
根據計算需要，采用4核心進行并行計算，計算結果如下圖所示：
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螺紋連接的最新內容
不同提升閥接口類型之間有何區別？1個月前
諾冠官網IMI Norgren：https://www.norgren.com.cn/
提升閥：https://www.norgren.com.cn/3704.html
螺紋接口：工業應用的基石
螺紋連接是提升閥中最常見的形式，但在不同的地域和標準下，它們有著本質的區別。
提升閥的正確安裝方法是什么？2個月前
清潔管路與接口
安裝前必須徹底清除管道內的焊渣、鐵屑、油污等雜質，即使是微小顆粒也可能劃傷閥座密封面，造成內漏，建議使用潔凈壓縮空氣或惰性氣體吹掃，并確保連接螺紋無毛刺。
檢查安裝方向
多數提升閥具有明確的流向標識（通常為箭頭），務必按照介質流動方向安裝，反向安裝不僅影響密封效果，還可能損壞內部組件。
高壓比例閥常見的接口類型有哪些？2個月前
二、法蘭接口：大流量與超高壓力的首選
當系統流量巨大或工作壓力極高（超過300 bar甚至更高）時，螺紋連接可能無法滿足強度要求，此時法蘭接口便成為了不二之選。
產品特點：
1、外觀小巧，節省安裝空間，性價比高;
2、螺紋部分涂有密封劑，M5公制螺紋配有密封墊片，確保螺紋連接部位無泄漏;
3、塑料接口部分有灰色和黑色兩種顏色可供選擇，方便您整體配管的需求。
應用場景：廣泛配套于自動化生產線、汽車制造、電子半導體、新能源、液壓設備等領域，用于連接氣缸、氣動閥門、氣管等部件，保障氣路傳輸穩定，是氣動系統搭建的基礎核心元件。
進口減速機在安裝階段需兼顧中外標準差異，涵蓋尺寸公差、螺紋與法蘭連接、潤滑脂等級、密封ESD/IP等級、扭矩與扭力限制、試驗與驗收程序等。通過對比國家/地區標準，制定本地化裝配規范、檢驗點和接頭緊固矩、確保兼容性與長期可靠性。
在安裝進口減速機時，中外標準存在差異，需要采取有效措施進行協調適配，以確保減速機的正常運行。
試樣與入射桿、透射桿通過連接結構固定，連接方式有螺紋連接以及卡具連接等方式。
由于承壓環受到壓縮變形，部分壓縮波會進入試樣引起試樣的壓縮變形。因此需要對承壓環進行設計，使其承受壓縮波的主要部分，使試樣幾乎不變形或者只發生彈性變形。
試樣與入射桿、透射桿通過連接結構固定，連接方式有螺紋連接、粘膠連接以及卡具連接等。
實際SHTB裝置是套筒撞擊桿以一定速度撞擊傳遞法蘭，在入射桿加載端形成一個拉伸載荷脈沖。仿真時可采用兩種載荷加載方法：撞擊桿法是模擬試驗基于撞擊桿撞擊產生加載載荷，等效載荷法，顧名思義是直接對入射桿加載端面施加等效加載載荷。
一、問題描述
如下圖所示的支架，一端牢固地焊接在一個大型結構上，支架的圓孔中穿過一個相對較軟的桿件，圓孔和桿件用螺紋連接。材料的彈性模量E=21000MPa，泊松比μ=0.3。支架有以下兩種工況，如下圖所示。
1）桿件的一端受到沿Y軸負方向上的集中力F=2kN，其大小隨時間變化。除了上述載荷之外，支架的自由端還在局部區域上受到均布的剪力Ps=36MPa。
一、分類
按功能作用：密封螺紋（管螺紋）、連接螺紋、傳動螺紋
按螺紋牙型截面：三角形（60°、55°）、梯形（30°）、矩形（0°）、鋸齒形（3°、30°）
按旋向：左旋螺紋、右旋螺紋
按螺紋線數：單線、多線
按螺紋形狀：圓柱、圓錐
......
安裝區域的應變將會大于螺紋連接間的應變值。</p><p><br></p><p><img src="https://mmbiz.qpic.cn/sz_mmbiz_jpg/0dOps7rIddpB0a3dqv6zJibAnuYVG0vkesDwo7WBrUlbxkCkncXeQL2YWt9rkEujV2dAeSfkWhLibeic26PYRFuicA/640?
