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螺纹联接作为一种最普遍的联接件，广泛地用于铁路、汽车、机械等各行各业，但因为螺纹齿根部的严重应力集中等现象，常常发生松动、松脱和疲劳断裂进而引起结构系统失效。铁基SMA防松螺母是由Fe30Mn6Si4Cr5Ni合金材料制成，利用该合金约束状态下的形状记忆和超弹性效应，不仅可有效地防止螺纹联接发生松动、松脱，而且还可提高螺纹联接的疲劳寿命，所以这种螺母的研究具有重要的科学价值和广泛的应用前景。
有限元分析方法是一种有效的应力分析方法，它比解析法方便、直观，比试验法经济，又能满足工程上的经济要求。本文在分析研究铁基SMA螺母防断机理的基础上，借助大型有限元分析程序ANSYS软件建立了参数化的螺栓联接计算模型，对这种新型螺栓连接中螺纹牙中的载荷传递规律及螺纹齿啮合面上接触应力的分布情况进行了分析研究，并通过与普通螺栓连接的比较，验证了这种新型防松螺母的防断性能。
螺母与螺栓构成螺栓连接，二者有多圈螺纹牙旋合。在预紧力的作用力，在螺栓杆上产生轴向拉力，螺母本体承受压力的作用。而一般情况下，螺母的刚度大于螺栓的刚度，这样螺栓受压时的螺距的减小量也不同于螺栓受拉的增加量，两者的变形差主要靠接触的各圈螺纹牙的变形来补偿。又根据胡克定律，各螺纹牙变形的不同直接导致其相应的受力大小也不同。实际上诸多理论和实践也证明，螺栓连接的受力仅仅由少量的螺纹牙(第一、二螺纹牙)来承担，而如何改善这种受力不均的状况是提高螺栓的疲劳强度的关键。
铁基SMA防松螺母主要是利用铁基合金弹性模量相对较小、变形大的特点来实现防断的。具体地，由于Fe30Mn6Si4Cr5Ni合金的弹性模量较小，用其制成的螺母压缩变形量较大，从而使螺母受压时螺距的减少量接近于螺栓受拉时螺距的增加量，因此各圈螺纹牙的变形大小就比较接近，相对应的受力大小也比较相近，从而有效地改善了螺纹牙受力不均的现象，避免了螺栓连接的受力仅有极少量螺纹牙承担的现象，达到防断的目的。另一方面，Fe30Mn6Si4Cr5Ni合金还具有超弹效应，这一效应可使这种新型螺母具有良好的阻尼减振性能，在振动、冲击和动载荷作用下可以吸收部分能量，进而大大提高螺栓联接的疲劳寿命。
在预紧力的作用下，螺母的内螺纹和螺栓的外螺纹在一定的啮合点处旋合保持完全紧密的接触，这是空间曲面接触力学问题。为了计算方便，对螺纹连接有限元模型做如下假设:(1)螺母和螺栓的材料为各向同性；(2)螺齿的升角低于4°时，载荷沿螺纹齿的分布几乎不受螺纹升角的影响。因此在轴向载荷作用下，螺栓联接简化作轴对称问题处理。本文以M10×1.5的静载螺栓联接为研究对象，对其在预紧力作用下的力学特性进行研究分析。有限元模型的建立过程中均采用国际制单位，因此最后计算结果应力的单位为Pa。为了提高计算的效率，编制了参数化的前处理程序，程序适用于多种不同规格螺栓联接的计算分析。计算时只需修改批处理程序中螺栓和螺母螺纹的有关参数。
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