实验一螺栓联接的静动态特性-修改1

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1、实验一受轴向载荷螺栓联接的静态特性螺栓联接是广泛应用于各种机械设备中的一种重耍联接形式，受预紧力和轴向丄作载荷的螺栓联接屮，螺栓受到的总拉力F（）除了与预紧力F'和工作载荷F有关外，还受到螺栓刚度G和被联接件刚度C2等因索的影响。图1-1为螺栓和被联接件的受力与变形示意图。⑷螺母未拧紧（b）螺母己拧紧（c）螺栓承受工作载荷图1・1螺栓和被联接件受力、变形情况图l-l（a）所示为螺栓刚好拧到与被联接件相接触的的状态，此时螺栓和被联接件均未受力，因此无变形发牛。图l-l（b）所示为螺母已拧紧，但联接未受工作载荷的状态，此时螺栓受预紧力F'的拉伸作用，其伸长量为硏

2、：而被联接件则在力F'的作用下被压缩，其压缩量为心。图l-l（c）所示为联接承受工作载荷F时的情况，此时螺栓所受的拉力由Ff增大至竹（螺栓的总拉力），螺栓的伸长量由习增大至$+△禹；少此同吋，被联接件则因螺栓伸长而被放松，其压缩变形减少了A%，减小到（〃；=心-厶心，为剩余变形最）；被联接件的压力山F'减少至F"（剩余预紧力）。根据联结的变形协调条件，压缩变形的减少量人爲应等于螺栓拉伸变形的增加量△§,即=Ao一、实验目的本实验通过计算和测量螺栓受力情况及静动态特性参数达到以下目的：1.了解螺栓联接在拧紧过程中各部分的受力情况；2.计算螺栓相对刚度并绘制螺栓

3、连接的受力变形图；3.验证受轴向工作载荷时，预紧螺栓联接的变形规律，及对螺栓总拉力的影响；4.通过螺栓的动载实验，改变螺栓联接的相对刚度，观察螺栓动应力幅值的变化，以验证提高螺栓联接强度的各项措施。二、实验设备及工作原理1.单螺栓连接实验台（如图1-2所示）千分表（被联接件）上板螺栓拉力测点八角环螺栓扭矩测点10八角环压力箱体电机表>疇分螺栓片千—螺垫11锥塞12挺杆13挺杆压力测14下板*15实心扳手16手轮占八、、占八、、图1-2单螺栓连接实验台结构1■电机2■箱体3■螺栓扭矩测点4■八角环5■螺栓拉力6■上板7-千分表（被联接件）8-千分表（螺栓）9-

4、螺栓、螺母、垫片10-八角环压力测点11-锥塞12-挺杆13-挺杆压力测点14-下板15-实心扳手16-手轮32111121314151617厂丁—•B1819H+图1-2螺栓联接综合实验台1、电动机、2、蜗杆、3、凸轮、4、蜗轮、5、下板、6、扭力插座、7、锥塞、8、拉力插座、9、弹簧、10、空心螺杆、11、千分表、12、螺母、13、刚性垫片（弹性垫片）、14、八角坏压力插座、15、八角环、16、挺杆压力插座、17、M8螺杆、18、挺杆、19＞手轮1）联接部分包括M16空心螺栓、大螺母和垫片组成。空心螺栓贴有两组应变片，分别测量螺栓在拧紧吋所受预紧侧拉力和

5、扭矩。空心螺栓的内孔小装有双头螺柱，拧紧或松开其上的小螺母即可改变空心螺栓的实际受载面积，以达到改变联接件刚度的忖的。2）被联接件部分有上板、下板和八角环组成，八角环上贴有应变片组，测量被联接件受力的大小，中部有锥形孔，插入或拔出锥塞即可改变八角环的受力，以改变被联接件系统的刚度。3）加载部分由蜗轮、蜗杆、挺杆和弹簧组成，挺杆上贴有应变片，用以测量所加工作载荷和人小，蜗杆一端与电机相联，另一端装有手轮，启动电机或转动手轮使挺杆上升或下降，以达到加载、卸载（改变工作载荷）的H的。1.静动态测量仪的工作原理及各测点应变片的组桥方式实验台各被测件的应变量用LSD-

6、A型静动态测量仪测量，通过标定或计算即可换算出各部分的大小。应变仪采用了包含测量桥和读数桥的双桥结构。各测点均采用箔式电阻应变片,其阻值为120Q,灵敏系数k=2.20°实验方法及步騎1.捋线，顺各测点连线找到应变仪上对应点，并转动转换开关至相应测点，用螺丝刀调节电阻平衡电位器，使各测点的应变显示数字为零。1.取出八角环上两锥塞，转动手轮（单方向），使挺杆降下，处于卸载位置，手拧大螺母至刚好与垫片组接触，（预紧初始值）螺栓不能有松动的感觉。千分表调零，并保证千分表长指针有一圈的压缩量。2.用测力扳手预紧大螺母，当扳手力矩为30N・m吋，达到预紧力。此时转动静

7、态应变仪的转换开关，测量各测点的应变值和千分表读数，记录数据、计算。3.转动手轮（单方向），使挺杆上升l（）mm的高度，再次测量各测点的应变值和千分表读数，记录数据。根据千分表的读数求出螺栓的变形变化量A岔和被联接件的变形变化量人心，用八角环的应变暈求剩余预紧力Q；,由挺杆应变值求出工作载荷F,由螺栓丿应变值求出总拉力0并绘制在变形图上，用以验证螺栓受轴向载荷作用时符合变形协调规律，以及验证螺栓上总拉力Q与剩余预紧力和工作载荷F之间的关系。四、已知条件和计算公式1.螺栓参数：d二M16d2=14.272.螺纹副摩擦力矩：T,=（2p—tan（/L+^v）(p

8、v=tan"10.152式中:2=tan-1—=2.