螺栓绝对拉伸量与残余拉伸量的函数关系式研究.pdf

IzongheYanjiu

螺栓绝对拉伸量与残余拉伸量的函数关系式研究

李文霏

(福建福清核电有限公司维修二处，福建福州350318)

摘要：液压装置轴向拉伸螺栓，螺栓在恢复自由变形时将冲击螺栓连接件，此时很难定量计算最终的螺栓预紧力，目前工程上一

般采用实验数据给出液压拉伸油压与最终螺栓预紧力的关系图。鉴于此，在材料力学中杆件的伸长量变形公式基础上，理论计算出绝对

螺栓预紧力，同时结合蒸汽发生器螺栓测量的大量螺栓拉伸数据，利用离散数据的最小二乘法拟合工具，得到绝对螺栓预紧力与残余螺

栓预紧力的函数关系式，为后续液压拉伸工具的设计提供一定的指导。

关键词：液压装置；拉伸量；最小二乘法

0引言=0．0682500mm

在20MPa(200bar)的拉伸油压作用下，其绝对拉伸量的

在重型机械特别是大型化工机械、压力容器等设备的装

值为：

配中，通常通过大型螺栓连接来确保连接件的可靠性与有效

z~=ALl+AL2+zkL3：0．0351794+0．02l7157+0．0682500

性，而螺栓预紧力是保证螺栓连接质量的重要因素。从力学作

：0．125145mm

用原理来分，螺栓预紧力主要包括直接施加扭矩与轴向拉伸

在实际拉伸蒸汽发生器二次侧人孔螺栓时，当输入油压

两种方式，轴向拉伸可通过加热、机械拉伸、液压等方式获得

为20MPa(200bar)时使用深度干分尺测量的实际螺栓拉伸量

设定的螺栓预紧力Ell。在液压螺栓拉伸过程中，一旦释放液压

为0．131IYUTI。

拉伸装置的油压，螺栓在恢复变形时则会损失一部分变形能，

根据以上理论计算及工程数据可知，采用此方法计算绝

该能量会以摩擦热能、冲击热能的形式消失，且很难使用理论

对拉伸量的相对误差仅为4％，后续通过适当增加安全系数，即

解析的方法进行定量计算。

可满足连接组件预紧力要求。

本文在弹性杆件变形量的理论计算基础上，结合螺栓拉

伸量的工程测量数据，应用最小二乘法多项式来拟合螺栓绝2残余拉伸量与绝对拉伸量的函数关系式研究

对拉伸量与残余拉伸量的函数关系式。

在工程实际与科学研究中，许多变量之间的函数解析表

1螺栓绝对拉伸量的理论计算达式很难通过理论分析得到。通常是通过观察或实验获得某

些离散点的函数值，然后构造一个近似解析表达式来揭示此

根据材料力学中的虎克定律，当螺栓施加轴向载荷且该

变量之间的定量关系，以此希望揭示这些数据满足的关系，进

螺栓材料处于弹性变形阶段时，其伸长量与所加载荷成正比

关系，计算公式为[]：而得出物理现象的内在规律。

本文采用最小二乘法的线性拟合对蒸汽发生器二次侧人