轧机压下螺纹副是现代高负荷中厚板大行程辊缝调节的重要结构之一,要求能快速、大行程、频繁地调整轧辊辊缝。压下螺母价高易损,在工作时两端受压,其螺牙载荷峰值呈U形分布,两端螺牙容易因应力过大而失效。本文基于弹性力学和热-弹性力学基础,利用有限元软件ANSYS对压下螺纹副进行三维建模和有限元仿真计算,并进行结构改进。全文主要研究内容如下:(1)建立普通压下螺纹副的三维模型并进行有限元计算,提取螺牙根部等效应力沿轴向的分布,验证有限元模型的正确性,并分析普通压下螺母的承载特性。(2)提出复合压下螺母结构。通过加装钢套抑制压下螺母下端的径向应变,且传递部分载荷给中间螺牙,同时削减压下螺母上端体积以降低其刚度,降低复合压下螺母两端螺牙根部的应力峰值。分析复合压下螺母几何参数对其螺牙根部等效应力的影响,并在显著性水平??0.05下进行方差分析。(3)在普通压下螺母和复合压下螺母的基础上,进一步改进压下螺母结构并进行有限元建模计算,对三种压下螺母螺牙根部等效应力沿轴向的分布进行对比,并对影响改进压下螺母承载分布的几何参数进行了研究。(4)基于热-结构耦合的弹性力学基本理论,对三种压下螺母结构进行温度为60℃和100℃的热-结构的有限元计算,就温度对螺牙根部强度的影响以及螺牙工作面接触压力的影响进行了分析。(5)利用电测法进行了普通压下螺母的承载实验,将实验结果与有限元结果进行对比,直接验证普通螺母有限元分析模型及计算结果的可靠性,间接验证复合螺母和改进螺母有限元计算结果的可靠性。研究表明,针对普通压下螺母局部刚度的改变,提出的复合压下螺母和改进压下螺母对其螺牙根部等效应力峰值的降幅约为60%和30%;热-结构耦合的有限元结果表明,复合压下螺母和改进压下螺母的螺牙根部等效应力与螺牙面接触压力较普通压下螺母均大幅度减小,通过改变压下螺母的局部刚度达到了降低压下螺母两端螺牙根部应力峰值的目的。