Analysis of a nonlinear multi-bolted joint loaded by a normal force

• Autorzy: Witek A. , Grzejda R.

Warianty tytułu

PL

Analiza nieliniowego połączenia wielośrubowego obciążonego siłą normalną

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In the paper a method for modelling and analysis of nonlinear multi-bolted connections is presented. The adopted physical model of the joint is based on a flexible flange element that is fastened to a rigid support by means of linear spring elements, which replace the coupling bolts. The conventional contact layer between the flange and the support is described using the nonlinear Winkler model. The method derived in the paper introduces a division of the model into characteristic subsystems, which makes it possible to analyse effectively the joint being under both preload and external normal load. The carried out analysis of an asymmetric multi-bolted joint with different flange thicknesses is given as a design example. Results yielded through employing models created in the manner of the finite element method and those in the manner of rigid finite element method are compared.

PL

Przedstawiono metodę modelowania i obliczeń nieliniowych połączeń wielośrubowych. Przyjęto fizyczny model połączenia zbudowany z odkształćalnego kołnierza mocowanego do nieodkształcalnej ostoi za pomocą liniowych sprężyn zastępujących śruby złączne. Umowną warstwę stykową pomiędzy kołnierzem a ostoją opisano za pomocą nieliniowego modelu Winklera. Wprowadzono podział modelu na charakterystyczne podukłady, umożliwiające efektywną analizę obciążenia połączenia na etapie wprowadzania napięcia wstępnego oraz po przyłożeniu obciążenia zewnętrznego, normalnego do powierzchni złącza. Zamieszczono przykładowe obliczenia asymetrycznego połączenia wielośrubowego o różnej grubości kołnierzy. Porównano wyniki obliczeń uzyskane z wykorzystaniem modeli utworzonych metodą elementów skończonych i metodą sztywnych elementów skończonych.

Słowa kluczowe

EN

multibolted joint; nonlinear model; load analysis

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej
• Czasopismo: Archiwum Technologii Maszyn i Automatyzacji
• Rocznik: 2005
• Tom: Vol. 25, nr 2
• Strony: 211--219
• Opis fizyczny: Bibliogr. 7 poz.

Twórcy

autor

Witek A.

• Szczecin University of Technology, Department of Mechanics and Basics of Machine Design

autor

Grzejda R.

• Szczecin University of Technology, Department of Mechanics and Basics of Machine Design

Bibliografia

• [1] Grzejda R., Witek A., Analiza napięcia wstępnego dowolnych połączeń wielośrubowych, w: Materiały XIV Konferencji MiŚPWK, Warszawa 2003, s. 191-l 98.
• [2] Konowalski K., Badania doświadczalne oraz modelowanie sztywności dynamicznej i tłumienia styków połączeń spoczynkowych, sprawozdanie z projektu badawczego nr 7 T07C 041 15, Politechnika Szczecińska, Szczecin 2001 (niepublikowane).
• [3] Kruszewski J. i in.. Metoda sztywnych elementów skończonych w dynamice konstrukcji. Warszawa, WNT 1999.
• [4] Rötscher F., Die Maschinenelemente, Berlin, Springer 1927.
• [5] Witek A., Analiza obciążenia połączenia wielośrubowego z uwzględnieniem nieliniowości i tarcia, Archiwum Technologii Maszyn i Automatyzacji, 2000, vol. 20, nr 2, s. 131-144.
• [6] Witek A., Obliczenia wielośrubowych połączeń napiętych wstępnie z uwzględnieniem nieliniowości w układzie, in: Materiały XVIII Sympozjonu „Podstaw konstrukcji maszyn", Kielce-Ameliówka 1997, s. 285-292.
• [7] Zienkiewicz O. C., Metoda elementów skończonych. Warszawa, Arkady 1972.