螺栓组的受力分析.ppt

例题4试分析图示电动机螺栓联接中受哪几种基本载荷？RVHHVMHVVMVHHT解：左、右翻，前、后翻。同时受横向、轴向、转矩和翻转力矩的作用。第31页，共58页，星期日，2025年，2月5日七、失效分析、计算准则轴向、横向载荷——无论受何种形式；受轴向载荷：断裂、塑性变形受横向载荷：剪断、压溃断裂剪断压溃失效计算准则对单个螺栓联接而言，其受力的形式不外乎是受轴向力或受横向力。第32页，共58页，星期日，2025年，2月5日对于受拉螺栓，其主要破坏形式是螺栓杆螺纹部分发生断裂，因而其设计准则是保证螺栓的静力拉伸强度；对于受剪螺栓，其主要破坏形式是螺栓杆和孔壁间压溃或螺栓杆被剪断，其设计准则是保证联接的挤压强度和螺栓的剪切强度。八、单个螺栓的受力分析1、受轴向载荷a)松螺栓联接松螺栓联接装配时，螺母不需要拧紧。在承受工作载荷之前，螺栓不受力。例如起重吊钩等的螺纹连接均属此类。图9-18起重吊钩的松螺栓联接书P214第33页，共58页，星期日，2025年，2月5日现以起重吊钩的螺纹联接为例，说明松螺栓联接的强度计算方法。如图9-18所示，当联接承受工作载荷F时，螺栓所受的工作拉力为F，则螺栓危险截面的拉伸强度条件为：F??（拉应力）或式中：d1——螺栓危险截面的直径，mm；[?]——螺栓材料的许用应力，Mpa；第34页，共58页，星期日，2025年，2月5日b)只受预紧力紧螺栓联接装配时，螺母需要拧紧，，在拧紧力矩作用下，螺栓除受预紧力Qp的拉伸而产生拉伸应力外，还受螺纹摩擦力矩T1的扭转而产生扭转剪应力，使螺栓处于拉伸与扭转的复合应力状态下。螺栓危险截面的拉伸应力为：螺栓危险截面的扭转剪应力为：第35页，共58页，星期日，2025年，2月5日把参数代入上式后可得：根据第四强度理论，求出螺栓预紧状态下的计算应力为：由此可得：由此可见，紧螺栓联接在拧紧时虽是同时承受拉伸和扭转的联合作用，但在计算时，可以只按拉伸强度计算，并将所受的拉力（预紧力）增大30%来考虑扭转的影响。第36页，共58页，星期日，2025年，2月5日C）受预紧力和轴向外载Qp和FQ=?Qp+F工作载荷PF?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预紧力和工作拉力之和。应从分析螺栓联接的受力和变形的关系入手，找出螺栓总拉力的大小。第37页，共58页，星期日，2025年，2月5日图9-19表示单个螺栓联接在承受轴向拉伸载荷前后的受力及变形情况。QpQp’?m?b??b??mQpQp’F图9-19a是螺母刚好拧到和被联接件相接触，但尚未拧紧。此时，螺栓和被联接件都不受力，因而也不产生变形。图9-19b是螺母已拧紧，但尚未承受工作载荷。此时，螺栓受预紧力Qp的拉伸作用，其伸长量为?b。相反，被联接件则在Qp的压缩作用下，其压缩量为?m。第38页，共58页，星期日，2025年，2月5日图9-19c是承受工作载荷时的情况。当螺栓承受工作载荷后，因所受的拉力由Qp增至Q而继续伸长，其伸长量增加??，总伸长量为?b+??。与此同时，原来被压缩的被联接件，因螺栓伸长而被放松，其压缩量也随着减小。根据联接的变形协调条件，则被联接件压缩变形的减小量应等于螺栓拉伸变形的增加量??。因而，总压缩量为?m?=?m－??。而被联接件的压缩力由Qp减至Qp?。Qp?称为残余预紧力。显然，联接受载后，由于预紧力的变化，螺栓的总拉力Q并不等于预紧力Qp与工作拉力F之和，而等于残余预紧力Qp?与工作拉力F之和。第39页，共58页，星期日，2025年，2月5日上述的螺栓和被联接件的受力和变形关系，还可以用线图表示。图9-20a、b分别表示螺栓和被联接件的受力与变形的关系。由图可见，在联接尚未承受工作拉力F时，螺栓的拉力和被联接件的压缩力都等于预紧力Qp。因此，为分析上的方便，可将图9-20a、b，合并成图9-20c。力变形Qp?b?b力变形Qp?m?m第40页，共58页，星期日，2025年，2月5日如图9-20d所示，当联接承受工作载荷F时，螺栓的总拉力为Q，相应的总伸长量?b+??；被联接件的压缩力等于残余预紧力Qp?，相应的总压缩量为?m?=?m－??。由图可见，螺栓的总拉力Q等于残余预紧力Qp?与工作拉力F之和，即：力变形Q