连杆螺栓椭圆角T型头结构优化设计

摘要

针对大型往复压缩机连杆螺栓头下圆角的应力集中问题,建立了椭圆角连杆螺栓结构参数化模型和有限元模型,研究了椭圆角T型头结构参数对圆角应力集中的影响规律,并采用响应面法对椭圆角T型头进行结构优化设计.结果表明:增大椭圆角横轴长和在一定范围内增大螺栓头高度都有利于降低圆角应力集中,但椭圆角和螺栓头都应当保证一定的结构比例,其中椭圆角的最佳半轴比约为2～2.5;螺栓头半径与螺栓头高度的最佳比例约为1～1.2;相比于未经过优化的螺栓,经过椭圆角T型头结构优化的连杆螺栓的圆角应力集中系数降低了44％.