10、螺纹极限承载能力预测与PLA 3D打印结构性能研究

螺纹极限承载能力预测与PLA 3D打印结构性能研究

在机械工程领域，准确预测螺纹连接的极限承载能力以及了解3D打印材料的性能至关重要。下面将分别介绍螺纹极限承载能力的预测方法和PLA 3D打印结构的性能特点。

螺纹极限承载能力预测

• 材料与技术

  • 材料选择 ：选用了具有不同刚度和强度的两种材料组成的螺纹组件，其中螺杆为M8×1.25 mm、等级为8.8的标准件，其力学性能符合ISO 898 - 1标准；螺孔采用AA2017A - T3铝合金制成，以直径20 mm的圆棒形式提供。通过单轴拉伸和剪切试验来表征其力学行为。拉伸试验在配备最大负载能力为50 kN的负载传感器的万能拉伸/压缩试验机上进行，使用三个规格为32×6×2 mm³的标准试样，所得的真应力 - 真应变曲线显示结果具有良好的重复性。剪切试验则采用受冲压工艺启发的特定装置进行，使用直径为20 mm、剪切面厚度为2 mm的扁平圆形试样，通过螺杆 - 螺母组件施加剪切位移，以避免冲压过程中的接触问题导致应力集中。所有使用材料的力学性能总结在表1中。
    | 力学性能 (MPa) | 螺孔 | 螺杆 |
    | — | — | — |
    | 杨氏模量E | 73.103 | 210.103 |
    | 屈服抗拉强度σe | 348 | 640 |
    | 极限抗拉强度σm | 494 | 800 |
    | 剪切模量G | 27.5×10³ | - |
    | 屈服剪切强度τe | 128 | - |
    | 极限剪切强度τm | 296 | 480 |