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龙图腾网获悉西南交通大学申请的专利一种评估螺栓松动的载荷等效方法、系统、设备及介质获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN117371144B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-07-08发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202311339751.1，技术领域涉及：G06F30/17；该发明授权一种评估螺栓松动的载荷等效方法、系统、设备及介质是由杨龙;阳光武;杨冰;赵瀚;肖守讷;朱涛设计研发完成，并于2023-10-17向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种评估螺栓松动的载荷等效方法、系统、设备及介质在说明书摘要公布了：本发明提供了一种评估螺栓松动的载荷等效方法、系统、设备及介质，涉及螺栓评估技术领域，包括根据卡氏定理，求解弯矩和横向外载荷，并建立第一模型为螺栓外载与螺杆受载等效模型；根据所述第一模型建立第二模型，所述第二模型为螺杆受载与螺牙载荷的等效关系模型；建立第三模型为螺牙载荷与螺牙根部应力等效模型；将所述第三模型中的螺栓的载荷‑时间历程转换为螺牙根部的应力‑时间历程，并基于雨流计数及Miner损伤线性累积理论对螺栓连接的松动寿命进行评估。本发明的有益效果为车辆螺栓连接设备安全服役及行车安全保障提供技术支撑，对优化螺栓连接参数、预防螺栓发生松动失效以及保障车辆安全平稳运行具有重要的科学价值和工程意义。

本发明授权一种评估螺栓松动的载荷等效方法、系统、设备及介质在权利要求书中公布了：1.一种评估螺栓松动的载荷等效方法，其特征在于，包括： 根据卡氏定理，求解弯矩和横向外载荷，并建立第一模型，所述第一模型为螺栓外载与螺杆受载等效模型； 根据所述第一模型建立第二模型，所述第二模型为螺杆受载与螺牙载荷的等效关系模型； 基于所述第二模型计算得到螺牙根部应力，并建立第三模型，所述第三模型为螺牙载荷与螺牙根部应力等效模型； 将所述第三模型中的螺栓的载荷-时间历程转换为螺牙根部的应力-时间历程，并基于雨流计数及Miner损伤线性累积理论对螺栓连接的松动寿命进行评估； 其中，所述根据所述第一模型建立第二模型，所述第二模型为螺杆受载与螺牙载荷的等效关系模型，其中包括： 建立螺牙受力模型，选取螺牙面上一微元，将微元设置为弹性体，得到所述横向外载荷下的螺牙的作用力，其计算公式如下： 式中，α为牙型半角，β为螺纹升角，d2为螺栓的中径，z表示载荷方向上螺牙到螺母顶面的距离，SA是预紧力FP和弯矩M在微元上作用力S1与S2的和，方向垂直于螺牙斜面，ST是横向外载FT在微元上的作用力，与FT的方向一致； 基于螺牙的作用力，利用预设的边界条件计算得到螺牙z处的载荷，其计算公式如下： 式中，FP为预紧力，M为弯矩，FT为横向外载荷，λ1为预紧力项修正系数，λ2为弯矩项修正系数，λ3为横向外载荷项修正系数，e为自然常数，L为螺母高度； 基于螺杆受载与螺牙载荷的等效关系，并进行求导得到螺牙微元上的作用力，其计算公式如下： 式中，S1为预紧力FP在微元上作用力，S2为弯矩M在微元上作用力，ST为预紧力横向外载荷FT微元上作用力，FP为预紧力，M为弯矩，FT为横向外载荷，λ1为预紧力项修正系数，λ2为弯矩项修正系数，λ3为横向外载荷项修正系数，e为自然常数，L为螺母高度，d2为螺栓中径，α为牙型半角，β为螺纹升角； 其中，所述基于所述第二模型计算得到螺牙根部应力，并建立第三模型，所述第三模型为螺牙载荷与螺牙根部应力等效模型，其中包括： 基于所述第二模型，在微元上建立了自然坐标，将作用力SA和ST转换为垂直于螺牙面的主应力、沿径向的切应力和沿切向的切应力，计算得到变换矩阵； 当螺牙面处于临界滑移状态时的摩檫力为最大静摩擦力，将所述临界滑移状态下的坐标系x、y和z轴作为平衡条件，得到螺纹微元上的三个方向应力； 根据三个方向应力得到螺牙的名义等效弹性应力，其计算公式如下： 式中，σns为名义等效弹性应力的比值，σ1，σ2和σ3为三个主应力； 基于所述螺牙的名义等效弹性应力与预设的螺牙根部的应力集中系数，得到螺牙根部应力，并建立螺牙载荷与螺牙根部应力等效模型，其计算公式如下： σt＝Ktσns 式中，σt为螺牙根部应力，Kt为螺牙根部应力集中系数，即材料局部最大应力σmax与名义等效弹性应力σns的比值，σmax可通过有限元仿真获取。

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