紧固件作为通用基础件，在航空航天、工程制造等领域具有不可或缺的重要性。特别是在航空航天领域，飞机连接的可靠性对于保障飞行安全至关重要。当前，针对螺纹连接的仿真建模已经得到了广泛研究，但对于螺纹副服役搭接疲劳可靠性的仿真方法及预测模型研究仍不充分。基于此，笔者对螺纹连接进行了深入研究，构建了仿真模型，并分析了影响其服役可靠性的关键因素。
本研究首先依据GJB 715.9—1990标准建立了典型材料螺纹连接的疲劳仿真分析模型，以研究螺栓连接在疲劳载荷下的应力应变分布、裂纹生成与扩展规律，并评估了不同因素对搭接疲劳寿命的影响。通过有限元仿真和试验验证相结合的方法，确定了影响螺栓连接性能的关键因素，为设计优化和可靠性评估提供了理论支持。
在建立的仿真模型中，采用了单螺栓搭接结构和多螺栓搭接结构两种模型。通过对这两种模型的分析，研究了预紧力、载荷幅值、载荷频率等因素对螺栓连接疲劳寿命的影响。研究发现，增加预紧力和减小载荷幅值可以显著延长螺栓的疲劳寿命。当预紧力和载荷幅值增加到一定程度时，疲劳寿命的延长趋势会趋于平缓。载荷频率对螺栓连接的疲劳寿命也有显著影响，高频载荷会加速疲劳损伤的累积，显著缩短材料的疲劳寿命。
通过应力应变分布分析，发现螺栓的应力集中主要发生在螺杆中部、螺纹处及螺栓头部与杆部的过渡区域。这些区域是疲劳裂纹萌生的高风险区域。在疲劳载荷作用下，裂纹从这些区域开始萌生并扩展，最终导致螺栓断裂。
多螺栓搭接结构在疲劳寿命方面表现出优势。由于载荷在多个螺栓之间均匀分布，单个螺栓的应力集中效应减小，整体结构刚度提高，微动磨损减少，从而延长了螺栓的疲劳寿命。
本研究的结果为螺栓连接的设计优化和可靠性评估提供了有价值的参考。在今后的工作中，可以进一步探讨其他因素，如材料性能、环境因素等对螺栓连接疲劳寿命的影响，以提供更加完善的预测模型和设计建议。
本研究通过仿真分析的方法，深入研究了螺栓连接在疲劳载荷下的行为特征，为设计更可靠、长寿命的螺栓连接提供了理论支持。
