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螺栓连接结构具有高可靠性、结构简单以及拆卸便利等优异特点,而广泛应用于机械紧固或动力传递连接结构中,但是由于受周围环境温差、振动、冲击、疲劳载荷和腐蚀气氛等因素影响,容易导致其松动、磨损、弯曲变形、甚至断裂。螺栓连接结构扮演着极为重要的角色以及其复杂松动行为,吸引着国内外相关学者对此展开深入的理论与试验研究,但目前关注重心主要集中于多变的激励形式和偏心距离,而从螺栓接触界面状况角度相关研究的较少。本论文重点进行切向加载下的涂层螺栓连接松动机理试验,得出其松动机理与磨损机制,丰富螺栓连接结构松动理论的同时对微动摩擦学于紧固件螺栓领域实际工程分析、应用、拓展等方面具有重大指导意义。本论文基于自主研制多通道可拓展数据采集系统与表面工程技术,进行在切向激励下三种涂层螺栓连接结构的松动行为深入研究:通过以预紧力、振动幅值、拧紧力矩、等效应力等参数设置,采集分析其松动曲线,研究不同涂层螺栓连接结构松动机理;对工作螺纹损伤微区形貌及成分进一步分析,揭示出其磨损机制;最后分析对比三种不同性质涂层螺栓连接的松动与磨损程度,得出不同涂层螺栓连接结构的适用工况,为解决某些关键领域的螺栓连接松动问题提供技术参考方案。本论文获得的主要结论如下:(1)切向载荷下涂层螺栓连接结构的松动可分为三个不同阶段。第一个阶段:螺栓处于初始磨合范畴剩余轴向力迅速下降;第二个阶段:剩余轴向力下降变缓,主要由于设备加载稳定和螺栓结构的塑形变形,以及随着试验的进行螺纹接触涂层表面的粗糙峰被去除所引起的;第三阶段:螺栓剩余轴向力下降更为缓慢直至稳定,该阶段由于材料棘轮效应和接触界面涂层之间发生微动磨损,剥落的涂层改善了接触界面之间摩擦副状况,导致螺栓剩余轴向力最终趋于稳定。(2)对镀锌螺栓切向激励研究表明随着预紧力增大,其松动程度降低,且工作螺纹磨损程度也随之减轻;松动状况和磨损程度跟随振动幅值的逐步增大而逐渐加剧,并且通过对接触螺纹微区形貌与成分分析,得出其磨损机制主要包含磨粒磨损、疲劳磨损和氧化磨损。(3)对覆有WC/C涂层和MoS2涂层螺栓分别进行切向激励试验,得出预紧力大小对MoS2涂层螺栓连接比涂覆有WC/C涂层影响更明显;相同预紧力、扭矩和等效应力因素作用下,两种涂层螺栓松动程度相当,均优于镀锌螺栓连接结构;进一步形貌分析得出WC/C涂层比MoS2涂层具备更佳耐磨性,且该两种涂层螺栓磨损机制主要包含磨粒磨损和疲劳磨损。