​载荷波动下组合式转子拉杆螺栓自松弛问题研究

       作为现代燃气轮机的核心部件，拉杆组合转子性能退化研究对于保证整机安全可靠运行十分必要。拉杆组合转子由预紧的拉杆螺栓组成。因此，组合转子的性能退化与拉杆螺栓的连接可靠性密切相关。拉杆螺栓的自松弛现象是影响连接可靠性的主要原因之一，而交变横向载荷是引起自松弛问题的关键因素。因此，本文对交变横向载荷作用下拉杆螺栓的自松弛问题进行了相关研究。具体内容如下：

       首先，根据燃机运行负荷波动的实际情况，分析了组合转子内拉杆螺栓的负荷变化规律。研究发现，横拉杆螺栓在运行过程中所承受的侧向载荷也会发生变化，特别是当转速变化时，侧向载荷会发生突变。随后，分析了交变横向载荷对拉杆螺栓力学行为的影响，确定交变横向载荷是拉杆螺栓自松弛的关键因素。

       其次，利用ANSYS软件参数化建立拉杆螺栓螺纹三维有限元模型。基于该模型对拉杆螺栓进行纯预紧仿真，得到了螺纹载荷分布和接触应力分布，验证了模型的合理性。研究还发现，拉杆螺栓在使用过程中性能恶化的易损部位是螺栓di一螺纹和螺母承载面。三，在交变侧向载荷作用下，基于拉杆螺栓模型，结合多种不同工况，研究了拉杆螺栓预紧力、螺母松脱、啮合螺纹接触应力变化以及微滑移等变化情况，分析了积累条件。从宏观和微观角度全面分析了交变横向载荷作用下拉杆螺栓的自松弛问题。分析了横向微动位移与横向剪力的关系，得到了拉杆螺栓自松弛规律的直观描述。

       而后，对交变侧向载荷作用下螺栓连接的预紧力变化和螺母松动累积情况进行了实验研究，验证了有限元分析所得规律的正确性。一方面，上述研究结论发展了组合转子拉杆螺栓的建模方法；另一方面，对于组合转子的优化设计、可靠性分析、性能退化监测等具有一定的价值。