在現(xiàn)代機(jī)械工業(yè)中，螺栓連接兇裳�綉�(yīng)用廣泛，特別是在壓力容器行業(yè)中，其優(yōu)點(diǎn)是連接可靠、便于拆裝和檢修等。螺栓上的初始預(yù)緊力既保證連接的密封性能[1],又使得被連接件在外載荷作用時(shí)不發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)[2].常見的螺栓失效兇裳�接衅�勞、螺栓被剪斷和松動(dòng)等[3],螺栓的失效不僅會(huì)增加工業(yè)機(jī)械的維修費(fèi)用和不必要的停機(jī)時(shí)間，還會(huì)引發(fā)一些嚴(yán)重的工業(yè)事故[4].

良好的螺栓連接性能不僅取決于初始預(yù)緊力[5G7]、接觸面摩擦系數(shù)[8G9]和材料[10]等，還取決于螺栓直徑[11]以及螺栓和螺栓孔之間的裝配位置。針對(duì)螺栓裝配的問(wèn)題已有許多學(xué)者做了大量的研究。Lawlor和Mccarthy等[12G13]研究了螺栓孔間隙在螺栓連接中的影響，研究表明：螺栓和螺栓孔的裝配間隙不僅會(huì)影響載荷的分布，而且還會(huì)影響螺栓疲勞壽命。

馬傳寶等[14]研究了軸心相對(duì)孔心的偏移量，考慮了螺栓和螺栓孔裝配成功的概率，同時(shí)也考慮了位置度對(duì)雙孔螺栓連接的妨礙。Mccarthy和Egan等[15G16]研究了裝配間隙對(duì)螺栓連接的妨礙，研究表明：裝配間隙會(huì)妨礙螺栓連接強(qiáng)度、剛度和疲勞壽命，然而研究中并沒(méi)有考慮位置度的妨礙。目前對(duì)螺栓裝配位置妨礙連接性能的研究還不夠完善，還沒(méi)有理論或?qū)嶒?yàn)定量研究裝配位置對(duì)螺栓連接性能的妨礙。筆者研究了螺栓裝配位置對(duì)螺栓連接性能的影響，確定了螺栓和螺栓孔相對(duì)位置不同時(shí)對(duì)螺栓可靠性和連接壽命的妨礙。

1?實(shí)?驗(yàn)

螺栓連接可簡(jiǎn)化爲(wèi)圖1,假設(shè)外部載荷爲(wèi)橫向剪切載荷，被施加在任一連接件上。

爲(wèi)了研究螺栓與螺栓孔之間裝配位置對(duì)螺栓連接的影響，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)裝置，如圖3所示。實(shí)驗(yàn)中采納M12螺栓和螺母，螺距爲(wèi)1.75mm,材料爲(wèi)304不鏽鋼;連接件材料爲(wèi)304不鏽鋼，厚度爲(wèi)18mm,螺栓孔的直徑爲(wèi)12.7mm,螺栓與螺栓孔之間的最大間隙爲(wèi)0.7mm.爲(wèi)了保護(hù)連接件接觸面，連接件之間和螺母與連接件之間分別放置銅帶和墊片。其中，銅帶塗有潤(rùn)滑油。墊片的材料爲(wèi)304不鏽鋼。實(shí)驗(yàn)之前，各個(gè)接觸面都應(yīng)用無(wú)水乙醇進(jìn)行擦洗，以去除表面的油汙和雜質(zhì)。實(shí)驗(yàn)中，螺栓夾緊力的變化由載荷傳感器進(jìn)行采集，其最大量程爲(wèi)50kN.實(shí)驗(yàn)裝置放置于英斯特朗實(shí)驗(yàn)機(jī)（Instron8872），其最大拉伸載荷爲(wèi)25kN,能夠滿足實(shí)驗(yàn)需求，實(shí)驗(yàn)在室溫中進(jìn)行。連接件一端固定，一端施加循環(huán)動(dòng)態(tài)載荷。