Dynamic analysis of bolted joints under axial and transverse loads

Abstract

Throughout their lifetime, fasteners are exposed to a large number of repeated vibrations which cause self-loosening. This situation causes security problem for bolted joints. In this study, novel self-loosening formulations are derived for bolted joints. By using the solution of the differential equation of a tensioned cantilever beam under the lateral tip load and bending moment, transverse displacement distribution along the bolt axis due to the transverse excitation is obtained. Therefore, radial slip amplitudes of the all engaged threads are found by using transverse displacement distribution along the bolt axis. Finally, loosening of bolted joint due to progressive circumferential displacement is discussed.

Bağlantı elemanları kullanım ömürleri boyunca çok sayıda tekrarlı titreşime maruz kalırlar. Bu durum bağlantı elemanlarında kendi kendine gevşeme durumuna sebep olur. Bu çalışmada, cıvatalı bağlantıların kendi kendine gevşeme problemi için özgün bağıntılar türetilmiştir. Ucunda yanal kuvvet ve eğilme momenti olan çeki altındaki ankastere kirişin diferansiyel denkleminin çözümü ile yanal yer değiştirmeden dolayı cıvata eksenindeki yanal yer değiştirme dağılımı elde edilmiştir. Böylece, cıvata eksenindeki yanal yer değiştirme dağılımı kullanılarak birbirine geçmiş tüm vida dişlerindeki radyal kaymalar bulunmuştur. Son olarak, kademeli çevresel yer değiştirmeden dolayı cıvatalı bağlantının gevşemesi tartışılmıştır.