螺纹联接结构是最常见的工业紧固方式之一,主要通过螺栓和螺母的配合提供夹紧力来紧固待联接部件,直接关系到系统和整体的可靠性与安全。随着工业结构的日益复杂化和性能要求的不断提升,螺栓联接的数量不断增加。更重要的是,螺纹联接结构承受的载荷条件日益复杂与严苛,因而螺栓的松动问题引发广泛关注。在高速列车、弹体引信等典型装置上的螺纹联接结构往往承受复杂、高频、高幅值的冲击载荷。全面认识螺纹紧固件在冲击载荷作用下的松动演化与失效历程,是一个具有挑战性的基础性难题。由于冲击波的频域非常广泛和复杂,螺纹界面也具有强烈的非线性特征,因此很难准确地预测螺栓在冲击载荷下的松动行为。大量文献调研表明,目前还尚未系统地研究冲击载荷作用下螺纹紧固件的松动机理,特别是采用实验手段。本文提出了一种类似于弹-引结构的螺纹联接典型装置,利用改进的霍普金森压杆实验平台提供轴向冲击载荷。同时,以瞬态光电技术作为主要测量手段,通过冲击波应力幅值和螺栓预紧力的变化情况构造了螺栓松动相图。结果表明,松动响应区域可划为三部分:完全松动、部分松动以及不松区域,相邻区域之间的分界线是线性的。同时,本文利用高速摄像系统和数字图像相关处理技术,获取了典型工况下螺栓松动角度的演化历程,并建立了预紧力变化与旋转角度的相关性。螺栓联接发生松动是冲击波多次作用下的宏观表现,然而松动的本质是由微观运动累积形成的,因此实验研究具有局限性。为了研究螺纹紧固件在冲击载荷下的松动机理,本文利用有限元软件ABAQUS建立了螺纹联接结构的冲击动力学模型,得到了螺纹紧固件在单道冲击波作用下的瞬态响应行为,详细分析了8个典型时刻下螺纹联接拧紧-松动的交替过程,提取了螺纹啮合接触面间隙、接触应力等参量随应力波传递的演化情况。同时,本文研究了预紧扭矩和摩擦系数对螺栓松动的影响,建立了螺栓松动过程中最大旋转角度与冲击波幅值的S型曲线关系。最后,基于应力波能量的角度对上述曲线增长规律的合理性进行了解释与分析。这项研究有助于理解螺纹紧固件在轴向冲击载荷下的响应行为及松动演化过程,从而为极端条件下的结构设计和应用提供基础支撑和分析工具。图55幅,表3个,参考文献99篇。