紧固连接技术概论

本书结合作者单位多年来从事航空航天高端紧固连接设计、制造、检测等方面的经验和成果，主要通过七个方面系统介绍紧固连接技术：在紧固件结构与性能方面，主要介绍了各种紧固件的结构，制造紧固件的工艺流程，包括成形工艺，热处理表面处理等；在紧固连接正向设计技术方面，主要介绍了螺纹连接的设计、校核方法和理论基础；在紧固连接仿真分析技术方面，主要介绍了紧固连接静力学、动力学等建模和仿真优化技术；在紧固连接安装技术方面，主要介绍了紧固件安装孔成形，安装工具和安装方法等；在紧固连接可靠性技术方面，主要介绍了紧固连接可靠性设计和方法，紧固连接工艺可靠性和可靠性试验评估和参数估计方法等；在紧固连接失效分析技术方面，主要介绍了常见失效模式与特征和失效预防的措施和方法等。最后介绍了典型紧固连接技术应用工程实例。

焦光明，男，58岁，航天精工股份有限公司董事长、党委书记，天津市紧固连接技术重点实验室主任研究员，从事专业为紧固连接技术、智能连接技术。

第1章 绪论1.1 引言1.2 紧固连接技术的内涵1.2.1 紧固连接系统的定义1.2.2 紧固连接的阶段划分1.2.3 紧固连接技术的构成1.3 紧固连接技术研究现状1.3.1 紧固连接正向设计与仿真技术研究现状1.3.2 紧固连接安装与失效分析技术研究现状1.3.3 紧固连接可靠性技术研究现状1.4 紧固连接技术发展趋势第2章 紧固件结构与性能2.1 紧固件概述2.1.1 紧固件定义2.1.2 紧固件分类2.1.3 航空航天紧固件特点2.2 典型紧固件结构2.2.1 螺栓、螺钉结构2.2.2 高锁螺栓结构2.2.3 螺柱结构2.2.4 普通螺母结构2.2.5 自锁螺母结构2.2.6 高锁螺母结构2.2.7 铆钉结构2.2.8 垫圈结构2.2.9 螺纹衬套结构2.3 紧固件材料2.3.1 结构钢2.3.2 不锈钢2.3.3 高温合金2.3.4 钛及钛合金2.3.5 钛铌合金2.3.6 铝及铝合金2.4 紧固件成形方法2.4.1 镦锻成形工艺2.4.2 挤压成形工艺2.4.3 冲压成形工艺2.4.4 滚压成形工艺2.4.5 收口变形工艺2.4.6 车削工艺2.4.7 铣削工艺2.4.8 磨削工艺2.4.9 螺纹成形工艺2.5 紧固件表面处理2.5.1 前处理2.5.2 电镀2.5.3 化学转化膜2.5.4 阳极氧化2.5.5 化学镀2.5.6 涂覆2.5.7 电泳2.5.8 真空离子镀膜2.5.9 后处理2.5.10 表面处理覆盖层标记2.5.11 镀层硬度第3章 紧固连接正向设计技术3.1 技术概述3.1.1 技术定义3.1.2 技术分类3.1.3 技术特点3.2 连接接头设计3.2.1 连接接头的定义和分类3.2.2 外部载荷形式3.2.3 主要设计指标3.2.4 静强度分析与计算3.2.5 动强度分析与计算3.2.6 连接接头的强度校核3.3 紧固件设计3.3.1 头型3.3.2 螺杆3.3.3 螺纹3.3.4 旋合长度3.3.5 螺母3.3.6 垫片第4章 紧固连接仿真分析技术4.1 技术概述4.1.1 技术定义4.1.2 技术分类4.1.3 技术特点4.2 紧固连接建模技术4.2.1 紧固连接静力学建模技术4.2.2 紧固连接动力学建模技术4.3 紧固连接力学仿真技术4.3.1 紧固连接静力学仿真技术4.3.2 紧固连接动力学仿真技术4.3.3 紧固连接疲劳寿命仿真技术4.3.4 紧固连接失效机理仿真技术4.4 紧固连接仿真优化技术4.4.1 紧固连接排布优化设计4.4.2 紧固连接结构拓扑优化技术4.5 紧固连接仿真后处理、精度评估及仿真报告的一般要求4.5.1 紧固连接仿真后处理4.5.2 紧固连接仿真精度评估4.5.3 紧固连接仿真报告一般要求第5章 紧固连接安装技术5.1 技术概述5.1.1 技术定义5.1.2 技术分类5.1.3 技术特点5.2 紧固件安装孔成形5.2.1 安装孔制备5.2.2 安装孔强化5.3 紧固件安装工具5.3.1 制孔设备及工具5.3.2 安装工具5.4 紧固件安装方法5.4.1 螺栓的安装方法5.4.2 铆钉的安装方法5.4.3 螺纹衬套的安装方法5.4.4 高锁螺栓的安装方法5.4.5 粘接游动托板螺母安装5.4.6 模拟装配5.4.7 典型紧固件拆卸方法5.5 预紧力控制方法5.5.1伸长量控制5.5.2 张拉法5.5.3超声波法第6章 紧固连接可靠性技术6.1 紧固连接可靠性概述6.1.1 紧固连接可靠性的基本概念及特点6.1.2 紧固连接可靠性技术体系6.1.3 紧固连接可靠性的作用及意义6.2紧固件连接可靠性指标体系6.2.1 紧固连接可靠性指标体系概述6.2.2 可靠性常用概率分布6.2.3 狭义紧固连接可靠性指标6.2.4 广义紧固连接可靠性指标6.3 紧固连接故障物理分析6.3.1 故障物理概述6.3.2 疲劳故障机理6.3.3 磨损故障机理6.3.4 冲击故障机理6.3.5 老化故障机理6.3.6 多机理耦合模型6.4 紧固连接可靠性试验6.4.1 紧固连接可靠性试验概述6.4.2 紧固连接全寿命周期可靠性试验6.4.3 紧固连接可靠性试验技术6.5 紧固连接可靠性数据分析6.5.1 可靠性数据分析概述6.5.2 非参数可靠性评估6.5.3 参数化可靠性评估6.6 紧固连接可靠性设计6.6.1 紧固连接可靠性设计原理6.6.2 紧固连接静强度可靠性设计6.6.3 紧固连接疲劳强度可靠性设计6.6.4 紧固连接磨损可靠性设计6.6.5 紧固连接振动可靠性设计6.7 紧固连接工艺可靠性6.7.1 工艺可靠性概述6.7.2 紧固连接工艺可靠性指标6.7.3 紧固连接工艺可靠性建模技术6.7.4 紧固连接工艺可靠性分析技术6.7.5 紧固连接工艺可靠性优化技术6.7.6 紧固连接工艺可靠性控制技术6.8 紧固连接使用可靠性6.8.1 紧固连接使用可靠性概述6.8.2 紧固连接安装和存储6.8.3 紧固连接维修与保障6.8.4 紧固连接故障预测及健康管理第7章 紧固连接技术应用案例7.1 技术概述7.1.1 技术定义7.1.2 技术特点7.1.3 紧固件连接失效分析模式分类7.2 典型装配失效模式7.2.1 过载7.2.2 螺纹咬死7.3 典型服役失效模式7.3.1 过载7.3.2 疲劳7.3.3 氢脆7.3.4 应力腐蚀7.3.5 腐蚀7.3.6 低熔点金属脆性7.3.7 蠕变失效7.3.8 松动第8章 紧固连接技术应用案例8.1 基于VDI 2230标准的某机械构件结构螺栓强度验证8.2 车下设备舱紧固件装配扭矩计算8.3 牵引电机模型有限元分析和基于VDI 2230标准的校核8.3.1 牵引电机仿真设计分析8.3.2 基于VDI 2230标准的螺栓校核分析8.4 航空发动机双转子轴承法兰螺栓设计校核8.4.1 螺栓载荷计算分析8.4.2 螺栓连接方案校核8.5 火箭承力筒对接面螺栓连接结构设计优化8.5.1 对接结构连接方案设计优化8.5.2 可靠性设计分析8.5.3 结构的系统级试验验证8.6 航空盘轴螺栓连接方案设计优化8.6.1 结构及功能分析8.6.2 盘轴螺纹连接方案设计优化8.6.3 盘轴螺纹连接方案计算校核参考文献