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龙图腾网恭喜北京动力机械研究所申请的专利一种考虑热变形影响的转子系统轴端螺母预紧力优化方法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：CN114329816B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-06-17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：202111448748.4，技术领域涉及：G06F30/17；该发明授权一种考虑热变形影响的转子系统轴端螺母预紧力优化方法是由周建华;马同玲;毛善斌;杨明远;李伊设计研发完成，并于2021-11-30向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种考虑热变形影响的转子系统轴端螺母预紧力优化方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种考虑热变形影响的转子系统轴端螺母预紧力优化方法，包括以下步骤：步骤一、理论计算转子系统轴端螺母的螺纹预紧力；步骤二、对转子系统轴端螺母的预紧力变化规律进行仿真；步骤三、通过在每个温度取值点求解螺母预紧力的理论计算值和仿真值的平均值，对螺母预紧力模型进行修正；步骤四、基于步骤三的结果计算热变形下转子系统轴端螺母预紧力可靠度；步骤五：基于步骤四的结果，不断调整预紧力指标上下限的值，直至使转子系统工作过程中轴端螺母预紧力满足实际的工作要求。

本发明授权一种考虑热变形影响的转子系统轴端螺母预紧力优化方法在权利要求书中公布了：1.一种考虑热变形影响的转子系统轴端螺母预紧力优化方法，其特征在于，包括以下步骤： 步骤一、理论计算转子系统轴端螺母的螺纹预紧力，未受热时螺纹预紧力的解析算法为： 在转子轴和螺母的螺纹联结体中，施加在螺母上的拧紧力矩T等于螺纹副间的摩擦阻力矩T1和螺母环形端面与被联接件垫圈支承面间的摩擦阻力矩T2之和，即： T＝T1+T21 将螺纹副力学分析简化为斜楔力学计算，将螺母看作是绕在转子轴上的斜楔块；当预紧时，螺母受到的轴向力为Fb，切向力为Uf，螺母拧紧过程中，根据力学平衡的关系可得： Ufcosβ-Fbsinβ＝μsUfsinβ+Fbcosβ2 其中，β为螺纹升角，摩擦系数为μs； 由式2可得下式： 其中，ρ为螺纹面摩擦角； 螺母的松动过程中，将式3中β的符号换为负号，即可得： Uf＝Fbtanρ-β4 设螺纹的中径为dp，则拧紧螺纹副时的扭矩T1为： 当螺母与联接结构件接触时，由于摩擦力产生，螺母继续拧动需要克服螺母支撑面的摩擦力矩，T2表达式如下： 其中，μw为螺母支撑面间的摩擦系数，dw为螺母的公称直径，Ff为压紧力； 当螺母支撑面压力均匀分布时，支撑面的面积为以螺母对边距离B为直径的圆面积，设螺纹孔直径为D，则有： 由此得螺母与支撑面间的摩擦力矩为： 将式5和式8代入式1得： 其中，F为螺纹预紧力，F＝Fb＝Ff； 由式9可得： 受热后螺纹预紧力的解析算法为： 转子系统各部分的预紧力变化量来自于两个部分，即：转子系统各零件受拉或受压导致的零件伸长或缩短量以及温度升高导致的零件膨胀量； 在仅承受螺纹预紧力F的情况下，转子轴的伸长量由下式计算： 其中，ΔLy为转子轴在仅承受预紧力情况下的伸长量，L为转子轴的有效长度，s为转子轴的应力面积，E为转子轴的弹性模量； 此时在转子轴上所安装的零件也受到螺纹预紧力F的作用而压缩，所产生的总的压缩变形量为： 式中，ΔLyi为各零件在预紧力作用下的压缩变形量，Li为各零件的有效长度，si为各零件的受力面积，Ei为转子轴各安装零件的弹性模量，n为零件总数； 在仅承受热载荷的情况下，转子轴的伸长量由下式计算： ΔLr＝α·L·t-t013 式中，ΔLr为转子轴在仅承受热载荷情况下的伸长量，α为转子轴的热膨胀系数，t-t0为温度差； 此时，在转子轴上所安装的零件也受到热载荷的作用而膨胀，所产生的总的伸长量为： 式中，ΔLri为各零件在热载荷作用下的伸长量，Li为各零件的有效长度，αi为各零件的热膨胀系数； 在常温t0下，施加扭矩T预紧，则转子轴和安装零件均被压缩，由库克定律，转子轴的伸长量ΔL和其上所有安装零件的压缩量与扭矩的关系表示为： 式中，ΔLi为各安装零件的压缩量，d为转子轴的直径，S为转子轴的应力面积，Si为转子轴各安装零件的应力面积，为常温下转子轴的弹性模量，为常温下转子轴各安装零件的弹性模量； 由此得出施加扭矩后转子轴的长度L′和其上所安装零件的长度之和表示为： L′＝L-ΔL17 当整个转子系统加热到温度t，因温度所导致的转子轴的伸长量ΔL′和所有安装零件的伸长量总和分别为： ΔL′＝αL′t-t019 则温度t时刻转子轴的长度L″和所有安装零件的长度之和为： L″＝L′+ΔL′21 加热后若各安装零件总的伸长量大于转子轴的伸长量，则转子预紧力会进一步增加；反之预紧力下降；由于预紧力的变化，导致转子轴与各零件会发生弹性形变，根据变形协调关系，转子轴与各零件的伸长量应满足关系式： 式中，ΔL″为预紧力增加导致的转子轴拉伸量，为预紧力增加导致的所有零件压缩量总和； 其中： 式中，ΔF为轴端螺母预紧力的变化量，Et为转子轴在温度t时的弹性模量，Eit为各零件在温度t时的弹性模量； 结合上述各式，加热至温度t时螺纹预紧力的变化量为ΔFt： 则加热至温度t时刻的螺纹预紧力为： 步骤二、对转子系统轴端螺母的预紧力变化规律进行仿真； 步骤三、通过在每个温度取值点求解螺母预紧力的理论计算值和仿真值的平均值，对螺母预紧力模型进行修正； 步骤四、基于步骤三的结果计算热变形下转子系统轴端螺母预紧力可靠度； 步骤五：基于步骤四的结果，不断调整预紧力指标上下限的值，直至使转子系统工作过程中轴端螺母预紧力满足实际的工作要求。

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