受预紧力和工作载荷的紧螺栓联接总拉力分析.pdf

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1、2011年第8期(总第241期)农业装备与车辆工程AGRICULTURALEQUIPMENT&VEHICLEENGINEERINGNo．820ll(Totally241)doi：10．3969／j．issn．1673—3142．2011．08．018受预紧力和工作载荷的紧螺栓联接总拉力分析浦毅(盐城纺织职业技术学院，江苏盐城224005)摘要：通过对紧螺栓联接受力与变形关系、建立弹簧模拟模型图两种方法介绍了计算紧螺栓总拉力的方法，从而得出紧螺栓联接总拉力计算公式的一致性。关键词：紧螺栓联接：预紧力：总拉力中图分类号：THl31

2、．3文献标识码：B文章编号：1673—3142(2011)08-0053-03AnalysisonGeneralPullingForceofFasteningBoltConnectionBasedonPre-tightForceandWorkLoadPIlYi(YanehengTextileVocationalTechnologyCollege，Yancheng224005，China)Abstract：Themethodstocalculatethegenera]pullingforceoffasteningboltarei

3、ntroducedbytwomethods：therelationbetweenthereceivedforceoffasteningboltconnectingandthedeformation．a8well褐establishmentofspringsimulationmodelfigure，80thattheconsistenceofcalculationformulaforthefasteningboltconnectingpullforceisgiven．Keywords：fasteningboltconnectio

4、n；pm-tightforce；generalpullingforce0引言在紧螺栓联接中。受预紧力和工作拉力的紧螺栓联接这种受力形式比较常见。也是最重要的一种螺栓联接。这种紧螺栓联接承受轴向拉伸工作载荷后．由于螺栓和被联接件的弹性变形．螺栓所受的总拉力并不等于工作拉力和预紧力之和．而是等于工作拉力与残余预紧力之和。本文现介绍两种计算紧螺栓联接总拉力的方法。1分析螺栓联接的受力和变形的关系，得出总拉力的计算公式1．1力学分析受预紧力和工作载荷的紧螺栓连接。这种受力形式在紧螺栓连接中比较常见．例如：压力容器螺栓连接。如图I所示，

5、这种连接拧紧后螺栓受预紧力R工作时还受到工作载荷F。螺栓和被联接件都是弹性体．连接中各零件受力关系属静不定问题。由于在工作载荷F的影响下，螺栓长度发生变化，导致预紧力R也随之发生变化。总的工作载荷只不等于工作载荷F与预紧力娲之和，即E≠牧稿日期：2011_0“10作者简介：浦教(1981一)，男，江苏盐城人，任教于盐城纺织职业技术学院。主要从事机械原理和设计方面的教学研究。n局。在设计时，应对螺栓连接的受力与变形的关系着手，得出螺栓总工作载荷的大小，如图1。(a)o))(c)(d)图1螺栓和被连接件的受力与变形图1(8)表示螺

6、母恰好拧到被连接的表面。此时。螺栓未受到预紧力。螺栓的长度不变。图l(b)表示螺母被拧紧，但未受到工作载荷。此时，螺栓与被连接件都受到预紧力R的作用，以C。和c2分别表示螺栓和被联接件的刚度，则螺栓被拉伸的伸长量为艿。。被连接件被压缩的缩短量为如。图l(c)表示螺母被拧紧，并受到工作载荷R此时，在工作载荷的作用下，螺栓再次被拉伸，长度又增加篮。。被连接件也因螺栓再次拉伸而被放松，所受的压力由R减为昂’，R’称为残余预紧力，并且被连接件的压缩量随之减少了△＆，且根据螺栓与被联接件变形协调条件有丛乒∞。。则由螺栓一53—2011年

7、第8期农业装备与车辆工程的静力平衡条件螺栓所受的总工作载荷等于工作载荷与残余预紧力之和，即螺栓总拉力FC"工作载荷n被联接件给它的剩余预紧力Fo，Il】。图l(d)所示为被连接件接合面出现间隙，生产实际中，紧螺栓连接应保证被连接件接合面没有出现间隙，此时，残余预紧力应大于0。当工作载荷F无变化时，Fo’=(o．6一1．o)F：当有紧密性要求时，R’=(1．5～1．8)F，且残余预紧力大于容器的工作压力问。1．2用线图表示螺栓和被联接件的受力与变形关系上述的螺栓和被连接件的受力与变形关系．还可以用线图表示。如图2所示，图中纵坐标

8、代表力，横坐标代表变形。螺栓拉伸变形由坐标原点向右起；被联接件压缩变形由坐标原点向左量起。图2(a)表示螺栓和被联接件的受力和变形的关系。由该图可见，在连接未承受工作拉力，时，螺栓的拉力和被联接件的压缩力都等于预紧力昂。图2所示为螺栓连接的力—变形关系示意图．若螺栓和被连接件