螺纹连接结构作为航天型号大量使用的基本结构,其可靠性事关航天型号的成败。保证螺纹连接结构可靠性的关键是选用合适的紧固件并控制其预紧力。使用力矩控制MoS₂润滑钛合金螺纹连接结构预紧力,可克服钛合金紧固件缺点,提高预紧力控制精度,满足轻质、高强、高可靠、结构电性能匹配等航天要求。 本论文针对力矩与预紧力的关系,从预紧力、应力和可靠性三个方面对典型钛合金螺纹连接结构进行了研究。进行了如下工作: 1) 将螺纹连接结构视为刚体,得到了力矩与预紧力的关系; 2) 用实验的方法获取力矩-拉力曲线,确认动载环境的适应性,确定MoS₂润滑钛合金螺纹连接安装结构的匹配形式和使用要求,确定MoS₂润滑钛合金螺纹连接结构的可靠性; 3) 进行MoS₂润滑钛合金螺纹连接结构非线性有限元接触分析,得到了典型结构的预紧力及螺纹连接结构各部件的应力状态,校验了安装力矩控制预紧力设计要求的合理性;校验了满足航天型号飞行要求的情况; 4) 进行可靠性计算,获得典型螺纹连接结构的力矩法控制预紧力的可靠度。 本文的分析和试验成果为MoS₂润滑钛合金螺纹连接结构力矩控制预紧力在航天产品上工程应用提供了理论指导和参考数据,获得了螺纹连接的设计参数和依据,得到MoS₂润滑钛合金螺纹连接结构的可靠性,并经型号飞行试验验证,成功应用于航天型号设计中。