1、螺纹联接的强度计算 螺纹联接的强度计算失效分析普通螺栓:螺纹部分被拉断或塑性变形。设计准则:保证静强度或疲劳拉伸强度。铰制孔用螺栓:螺栓杆和孔壁的贴合面出现压溃或螺栓杆剪断. 设计准则:保证螺栓的挤压强度和剪切强度。计算步骤:受力分析,计算(或校核),查手册确定其他尺寸 一、松螺栓联接强度计算 1.受载荷形式轴向拉伸(工作拉力F)2.失效形式螺栓拉断(静、疲劳)3.设计准则保证螺栓拉伸强度4.强度条件: 5.危险截面应力计算:6.螺栓材料及许用应力(5-7)7.安全系数(5-7)8.设计计算方法: 查手册,求d214dF41Fd 二、紧螺栓联接强度计算 1、仅受预紧力作用的紧螺栓联接 螺栓处于
2、拉伸和扭转的复合应力作用下 应力合成:强度条件设计公式拉伸应力:扭转剪应力 :近似处理4/210dF16/)(231201dtgdFWTvT5 . 03 . 1)5 . 0(332222ca43 . 14/3 . 1210210dFdFca43 . 101Fd0F0F 结论:在拧紧时受拉伸、扭转的联合作用,在计算时,只按拉伸强度计算,并将计算结果重大30%来考虑扭转的影响。普通螺栓承受横向载荷F的作用0F0FFF失效形式:被联接件的接合面发生滑移。外载荷由接合面间产生的摩擦力来承担FKfnFs0nfFKFS0拉伸强度:不滑移条件:如:n=1,Ks=1,f=0.2,F05F预紧力增大,将使螺栓的
3、结构尺寸增加,此外,可能产生疲劳破坏。为避免该缺陷,可以采用抗剪零件。4/3 . 1210dFca 2、承受预紧力和工作拉力的紧螺栓联接强度计算0F0F0F0F0F0F0F0F0F0F0F1F1F1F1F1F1F1F1F12FFF2F2F有密封要求:一般要求:工作载荷稳定 不稳定动载荷地脚螺栓:FF)8 . 15 . 1 (1FF)0 . 16 . 0(1FF)6 . 02 . 0(1FF 1 力变形(螺栓)bbmm(垫片)力变形0F0F力变形(螺栓)bbmm(垫片)力变形力(螺栓)bbmm(垫片)力0F0F0F力(螺栓)bbmm(垫片)力bbCFmmCF)(mbmbmbCCCCFFFmbCC
4、FmbbbCCCFFmbmmCCCFF0F1F2FFbbbCFtan0mmmCFtan0 mbbCCC螺栓的相对刚度:43 . 1212dFca螺栓拉伸强度条件:3 . 1421Fd设计公式:mbbCCCFFF02FFF12FCCCFFFFmbmm110疲劳强度精确校核F020 FF4/212maxdF212102minmax242dFCCCdFFmbbaSKKSatcca)2)()(2minmin14/210mindF联接所受的工作载荷:螺栓所受的力: 应力幅 最大应力计算安全系数 3、承受工作剪力的紧螺栓联接 min0PpLdF挤压强度条件:420dF剪切强度条件:0min25. 1dL5
5、-6 螺栓组联接的设计一、螺栓组联接的结构设计1、为便于加工制造、对称布置螺栓,同时接合面受力均匀,被联接件(接合面)形状应简单对称。(轴对称等)2、.根据载荷的类型合理布置螺栓位置(各螺栓受力合理)3、布置螺栓应留有合理的间距、边距。4、分布在同一圆周上的螺栓数量应为偶数,同组螺的直径、长度、材料应相同。5、避免螺栓偏心承载(附加的弯曲载荷)。6、防松措施。二、螺栓组的受力分析 假设:所有螺栓的材料、直径、长度、预紧力均相等;螺栓组的对称中心与联接接合面的几何形心重合;受载后联接接合面仍保持为平面。zFF(一)、受横向载荷的螺栓组联接1、受横向载荷的配合螺栓每个螺栓所受的横向工作剪力Fmin
6、0PpLdF420dF2、受横向载荷的普通螺栓组联接FKzifFs0fziFKFs0平衡条件:43 . 1210dFca二、受扭矩作用的螺栓组联接 1、受扭矩作用的普通螺栓组联接TKrfFrfFrfFsizi 102010力矩平衡条件:ziisrfTKF10所需预紧力:43 . 1210dFca0fF0fF(2)受扭矩的铰制孔用螺栓组联接maxmaxrrFFiiziiiziiiziirrFrrrFrFT12maxmax1maxmax1maxmaxrFrFiiziirTrF12maxmax力矩平衡条件:受力最大的螺栓所受的工作剪力:min0maxPpLdF420maxdF三、受轴向载荷的螺栓组联接 zFF作载荷:每个螺栓所受的轴向工螺栓所受的总载荷:mbbCCCFFF02FFF1243 . 1212dFca强度条件: