【作者】 袁军；

【导师】 鲁统利； 蔡旭东；

【作者基本信息】 上海交通大学 ， 车辆工程， 2007， 硕士

【摘要】 我国传统汽车产品的螺纹联接一般基于经验设计，螺栓轴向夹紧力分散，联接可靠性较差，经常发生松动、断裂等质量问题。以往的研究表明，要有效的提高螺纹联接件的疲劳寿命和可靠性，提高螺纹联接的质量，关键在于控制合理的螺栓夹紧力大小。受汽车轻量化要求及严格的排放限制。公司需对某汽车的2006款新车制动器总成中的转向节由球墨铸铁件改为铝合金铸造件。原先适用于球墨铸铁转向节的拧紧扭矩，已经不足以产生合适的夹紧力来保持原疲劳寿命要求了。同时由于原先的拧紧方法是通过扭矩控制的，其夹紧力的离散度太大，不利于质量控制。因此，本文提出采用扭矩加转角的控制法来取代原先扭矩控制法，并建立起一种有效、可行的螺纹联接扭矩设计及试验验证方法。整个研究内容包括：通过不同的试验方法研究了螺纹联接摩擦系数（不同镀层、表面状态、联接材料）及螺栓拧紧速度对螺栓夹紧力的影响程度；通过螺栓拧紧极限试验，建立螺纹联接的试验基准；引入威布尔函数分析方法对极限试验的结果分析，以确定拧紧过程的候选参数组合，并以此制造不同参数的试验样件；模拟整车的实际使用情况，搭建疲劳试验台架，对试验样件进行疲劳试验考核；再利用威布尔函数分析方法对疲劳试验结果作比较，最终筛选出最佳拧紧过程参数。试验结果证明相比扭矩控制法，扭矩加转角控制法能更好控制夹紧力的大小，提高螺纹联接件质量及联接的疲劳寿命。总之，通过本文的研究，建立起了一套行之有效的汽车关键零部件螺纹装配参数开发、验证的方法，能方便有效的确定扭矩加转角法的各项参数。为提高汽车关键零部件联接的可靠性，提高汽车行驶的安全性，打下良好基础。更多还原

【Abstract】 There are a lot of bolt-joints failure problems based ontradition empirism design in automotive industrial. The properclamping force could overcome working load and improve the jointfatigue life.For light weight requirement, we need to change the frontknuckle material from ductile iron to aluminum. So the oldstrategy of torque only should be re-designed to adapt thischange. In order to control the clamping force scatter, we alsowant to use torque adding angle to replace the old design(torqueonly).It should cover all torque development detail, such asparameter configuration, validation test and statistic method. This paper studied the several factors impacting clampingforce included different friction coefficient of bolt-jointsurface and tightening speed.The whole torque development process included setting updesign limit by torque to yield method, statistic analyse byWeibull function, torque process parameter configuration,validation test, setting up the bench test, etc.The test result show the torque add angle control could bebetter than torque only control as of smaller scatter ofclamping force. This complete development process could behelpful to improve reliability in bolt joints of automotive keycomponents and driving safety.更多还原