[发明专利]一种带齿防松垫圈轴向刚度的等效验证方法

说明书

本发明公开了一种带齿防松垫圈轴向刚度的等效验证方法，包括如下步骤：将带齿的防松垫圈简化为等厚度等大小的普通垫片，根据带齿防松垫圈的两种动态刚度计算方法求出简单等效垫片的两种等效弹性模量，对普通垫片施加轴向力，进行有限元仿真，得到不同载荷下垫片的轴向变形和相应载荷下防松垫圈的轴向变形进行对比，确定较精确的动态刚度计算方法，根据轴向力和轴向位移的关系及确定的较精确的动态刚度计算方法，在abaqus中求出不同载荷下带齿防松垫圈的轴向刚度。本发明把两种等效弹性模量分别赋予简单等效垫片，并施加相同轴向力求得轴向变形，把两种变形量与防松垫圈的真实变形量相比较，更接近真实变形量的那种求轴向刚度的方法就更精确。

技术领域

本发明涉及刚度计算技术领域，特别涉及一种带齿防松垫圈轴向刚度的等效验证方法。

背景技术

防松垫圈轴向刚度是评价其防松性能与工作可靠性的主要指标之一。其中，目前常用的轴向刚度的计算方法有两种，一种是用总载荷除以该载荷下的轴向变形量得到的刚度，即K1＝F/h；而另一种与该载荷相邻的两载荷的差值除以两载荷下变形的差值求得的结果也可表示为防松垫圈的轴向刚度，即K2＝ΔF/Δh。

上述两种求动态轴向刚度的方法都有一定的合理性，但是一个确定的结构在某一载荷下只能具有一个确定的轴向刚度，而上述两种动态刚度由于计算方法的不同和测量的误差等原因都会和该防松垫圈的真实刚度存在一定的差别。

发明内容

本发明的目的在于提供一种带齿防松垫圈轴向刚度的等效验证方法，本发明根据带齿防松垫圈的两种动态刚度求出简单等效垫片的两种等效弹性模量，把两种等效弹性模量分别赋予简单等效垫片，并施加相同轴向力求得轴向变形，把两种变形量与防松垫圈的真实变形量相比较，更接近真实变形量的那种求轴向刚度的方法就更精确，以解决上述背景技术中提出的两种动态刚度由于计算方法的不同和测量的误差等原因都会和该防松垫圈的真实刚度存在一定的差别的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种带齿防松垫圈轴向刚度的等效验证方法，包括如下步骤：

S1：将带齿的防松垫圈简化为等厚度等大小的普通垫片，并且成对使用，以大齿相对的形式进行安装；

S2：根据带齿防松垫圈的两种动态刚度计算方法求出简单等效垫片的两种等效弹性模量；

S3：把求出的等效弹性模量分别赋予等效后的普通垫片，在abaqus中对普通垫片施加2000N～10000N的轴向力，进行有限元仿真，得到不同载荷下垫片的轴向变形，和相应载荷下防松垫圈的轴向变形进行对比，确定较精确的动态刚度计算方法；

S4：根据轴向力和轴向位移的关系，及步骤S3中确定的较精确的动态刚度计算方法，在abaqus中求出不同载荷下带齿防松垫圈的轴向刚度。

进一步地，所用到的防松垫圈为具有嵌入式自锁功能的带齿防松垫圈。

进一步地，由刚度和弹性模量的关系可得公式中K为刚度，E为弹性模量，h为带齿防松垫圈厚度，A为垫圈横截面面积。

进一步地，S3中对垫圈施加的载荷从2000N开始，分别依次以1000N递加，直至递加到10000N。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.本发明提出的带齿防松垫圈轴向刚度的等效验证方法，本发明采用了等效简化的方法，把带齿的防松垫圈简化为厚度大小均相等的普通垫片，并把求得的等效弹性模量赋予等效后的普通垫片，以轴向变形量为测量对象，两种等效弹性模量下普通垫片的轴向变形量与真实防松垫圈的轴向变形量越接近，则说明该等效弹性模量更精确，即对应的求刚度方法更精确。

2.本发明提出的带齿防松垫圈轴向刚度的等效验证方法，对已有的两种求轴向刚度的方法进行了验证，得出用总的轴向载荷除轴向变形量得到的轴向刚度与真实的轴向刚度更接近。