由于具有使被连接部件紧密相连,又能便捷分离的特性,螺纹连接结构在工程装配中被广泛使用。作为最常用的紧固手段之一,螺纹连接结构的力学性能对结构整体的可靠性和安全性具有重要影响。振动环境里螺纹连接结构容易发生松动,甚至引发整体结构失效。鉴于螺纹连接结构松动对整体结构起到的关键作用,国内外学者对螺纹连接结构松动机理进行了广泛探索。目前,多数学者主要从理论分析、试验测试和数值分析三个方面对螺纹连接的松动失效机理及其防护措施展开研究。由于在生产过程中难以实现所有螺纹连接结构尺寸精度和螺纹界面光滑度完全一致,使得因试验测试样本本身的差异性造成的试验结果具有较大波动。因此通过试验测试方法对螺纹连接结构力学行为的研究具有一定的局限性。近年来,随着计算机科学的迅猛发展,计算机的计算能力大幅跃升。众多研究人员使用数值方法和物理意义明晰的数学模型对螺纹连接结构的松动行为和力学特性展开了深入研究,发现利用数值方法和物理意义明晰的数学模型可以较为准确地描述螺纹连接的力学演变过程,具有重要的研究价值。本论文通过有限元方法和修正Iwan模型对扭转激励下螺纹连接结构的力学行为进行了研究,主要研究内容和获得的主要结论如下:1.基于螺纹垂直于螺纹轴线的任意一个横截面形状相同的事实,使用国际标准化组织(ISO)给定的标准螺旋线公式建立了螺纹连接件有限元模型。并使用该模型进行了以下四项数值计算:扭转力矩/扭转角和螺栓预紧力关系计算、螺纹连接结构轴向力分布计算、螺纹各节距段上应力集中系数计算和沿螺纹根部应力分布计算。将以上四项数值计算结果和螺纹连接结构力学特性的理论分析结果进行对比,对比结果很好地证实了该螺纹连接结构有限元模型建立方法的高保真性和有效性。2.在螺纹连接结构有限元模型建立方法的基础上,使用Qt编程平台结合Open GL技术开发了一款“螺栓螺母有限元参数化建模软件”,该软件可帮助使用者快捷地查看和生成不同尺寸型号的螺栓螺母有限元模型,从而辅助工程人员解决螺纹连接结构有限元建模困难的问题。3.对Iwan模型进行修正,并通过该修正模型获取螺纹连接结构扭转激励下的响应曲线。结果表明,修正后的Iwan模型能更好地描述螺纹连接界面的力学行为。4.螺纹连接松动的一个重要原因是,螺纹连接结构在横向激励作用下通常会使得螺栓发生弹性扭转变形。在不同控制变量条件下,对扭转载荷激励作用下螺纹连接结构进行有限元分析。分析结果表明,轴向力和螺纹连接界面间的摩擦力对螺纹连接结构的松动影响较大。