温度对组合活塞螺栓可靠性的影响

摘要

以某船用钢顶铝裙组合活塞为研究对象,基于有限元分析方法模拟计算组合活塞的温度分布,计算温差负荷并研究温度对螺栓预紧力、材料强度、头部配缸间隙及螺栓孔配合的影响。结果表明:组合活塞的温差负荷为6.98 kN;单纯考虑温差负荷,螺栓预紧力较初始增加了18.4%;温度为20~300℃时,随着温度升高,螺栓材料的抗拉强度和屈服强度近似呈线性下降;活塞温度升高导致活塞头部配缸间隙减小0.03 mm;温度变化导致螺栓与螺栓孔的配合状态处于变动之中,长期运行后造成螺栓松动。