“承受横向工作载荷的螺栓联接”的解疑尝试

紧螺栓联接依靠接合面间的摩擦力来承受横向工作载荷的，只要摩擦力足够大，螺栓的载荷状态与承受工作载荷前相同。从以往的教学中发现，这些内容是机械设计基础中教师难以解释，而学生不宜理解的一个难点，文章通过引入三个力学模型，简洁、明了地解释了问题。     

复合材料螺栓联接螺纹载荷分布规律研究

基于Abaqus有限元分析软件建立了复合材料螺栓联接的三维有限元模型,以预测复合材料螺栓联接的螺纹载荷分布,为使模型符合真实情况,将螺母支承在弹性地基上并通过Abaqus USDFLD子程序考虑了C基或SiC基复合材料拉压不对称特性。此外,本文对预测金属螺纹的载荷分布的Yamamoto方法进行了经验性的推广,使其可以反映C基或SiC基复合材料的各向异性和拉压不对称性。通过对比多组材料及几何参数下推广的Yamamoto方法（EYM）和有限元法（FEM）预测的螺纹载荷分布验证了推广的Yamamoto方法的有效性。研究结果表明：复合材料螺栓联接的载荷分布通常比金属联接的载荷分布更均匀;随着螺距与直径之比的增加,螺纹载荷分布不均程度有所增加;复合材料螺栓绕其轴线相对于螺母的转动对载荷分布几乎没有影响。     

考虑紧固螺栓的三排滚柱式转盘轴承载荷分布计算

螺栓是转盘轴承的关键紧固件。为考察紧固螺栓工作参数对转盘轴承载荷分布的影响,提出了一种针对三排滚柱式转盘轴承的有限元等效建模方法。首先,基于三排滚柱式转盘轴承的结构特点和受力情况,建立考虑紧固螺栓的转盘轴承有限元模型,并从减少计算量和保证计算效率等方面考虑,采用非线性弹簧单元模拟滚子,通过有限元仿真快速获取了该转盘轴承的载荷分布。然后,设计并开展三排滚柱式转盘轴承静态加载试验,通过有限元仿真结果和试验结果的对比验证了所构建有限元模型的准确性。最后,基于构建的有限元模型,分析了螺栓预紧力和螺栓结合面处摩擦系数对三排滚柱式转盘轴承载荷分布的影响。仿真结果表明：螺栓预紧力对三排滚柱式转盘轴承载荷分布的影响显著,而螺栓结合面处摩擦系数的影响微弱,其中上排滚子承受的最大载荷随螺栓预紧力的增大而增大,下排滚子承受的最大载荷随预紧力的增大而减小;在轴向力和倾覆力矩的联合作用下,三排滚柱式转盘轴承下排滚子承受的载荷总体上高于上排滚子,充足的螺栓预紧力可以提高转盘轴承的承载能力,而螺栓预紧力不足则会使下排滚子承受更大的载荷,导致转盘轴承提前失效。研究结果可为转盘轴承的安装和后期维护提供参考。     

圆周对称分布的复杂螺栓组联接的实用计算

工程中对螺栓联接验算的需求不断增加。人们熟悉的螺联接验算方法城实验应用中常常是不充分的，或者是难以适用的。作者对一些最重要的影响因素作了综合分析，介绍了几种计算方法，并对它们进行了比较，提出了一种通用的验算方法，上述方法主要适用于带有平面凸台的旋转对称的法兰。     

金属结构中螺栓联接的疲劳设计

本文论述了金属结构中螺栓联接抗疲劳设计的必要性，介绍了受轴向变载荷作用的螺栓联接载荷计算及疲劳设计的方法，并用实例进行了分析论证。     

高强度大六角头螺栓联接副的扭矩系数和抗滑移系数的测定方法

扭矩系数及抗滑移系数是评定高强度螺栓性能级别的重要参数。讨论了扭矩系数的影响因素;在理论分析的基础上,通过试验研究各种因素对扭矩系数的影响规律。另外探讨了钢结构高强度螺栓联接面抗滑移系数试验的过程质量控制,并解决了试验中的一些实际问题。     

全断面煤巷高效掘进机关键螺栓联接设计

全断面煤巷高效掘进机为我国首台煤矿井下用巷道断面一次成型高效掘进机,为了满足煤矿井下复杂工况的工作要求,需要对某些关键部位的螺栓联接进行详细设计和校核。     

用螺栓联接筒壳结构的有限元计算法

本文以加压高速气淬真空炉中风机外壳螺栓联接结构的计算为例，介绍了用三维有 限单元法分析螺栓联接筒壳结构的一些实用技巧，这些技巧对类似的螺栓联接结构的计 算也有借鉴作用。     

达克罗高强螺栓扭矩系数的影响因素

讨论了达克罗高强螺栓扭矩系数的影响因素,包括螺纹间配合的松紧度、表面处理、表面润滑以及试验方法等,通过试验分析了各种因素对扭矩系数的影响规律。     

高强度螺栓抗滑移系数的检测方法

为了更加明确高强度螺栓抗滑移系数的检测方法,解决试样钢板厚度不足导致试验失败的问题,通过分析两种连接形式的高强度螺栓,从理论上探讨了高强度螺栓抗滑移系数的测定方法,并提出了试样钢板厚度的理论计算方法。     

高强度螺栓连接抗滑移系数的测定方法

阐述了高强度螺栓连接抗滑移系数在评定螺栓接触面承载能力及钢结构安全性的意义、抗滑移系数的表达式及设计规定值。介绍了测定抗滑移系数的试件形状和尺寸、试验用仪器和设备及试验程序。     

螺栓杆应力集中系数的研究

螺栓球节点栓杆上的应力集中是导致栓杆发生疲劳破坏的主要原因。该文通过理论推导及数值分析的方法研究了螺栓杆的应力集中系数。在忽略螺纹升角的情况下,根据变形协调条件研究了螺栓杆的轴力梯度变化,采用数值计算确定常用螺栓球的螺纹位移系数及螺纹力计算公式。采用局部建模,通过迭代计算的方法确定螺栓杆应力集中系数。与完整模型的计算结果比较表明该方法的计算结果具有较高的精度,且计算效率高。     

起重机计算载荷起升动载系数取值的研究

起重机工作时承受的实际载荷是复杂和不确定的载荷,在设计起重机时,为将变化复杂的实际载荷转化成确定性的计算载荷,设计者通常应用规范中理论计算方法并结合实验和经验的办法来确定。文中分别按照GB/T3811-2008和ISO8686-1:1989中的规定,对通用吊钩门式起重机计算载荷起升动载系数进行取值计算,之后分别对这些起重机主梁进行现场应力测试,通过分析,提出笔者对该类型门式起重机计算载荷起升动载系数取值的建议。     

CFRP复合材料螺栓连接失效载荷不确定性的评估方法

螺栓连接是先进复合材料结构的薄弱环节.因此,螺栓连接力学性能显著的不确定性不仅阻碍了先进复合材料的高效应用,且给整体结构的安全性和可靠性带来威胁.为定量评估碳纤维增强树脂(CFRP)复合材料螺栓连接失效载荷的不确定性,将数值的渐进损伤模型和区间分析方法结合,提出了一种高效、准确的分析方法.采用该方法预测了典型T800碳...     

螺栓拧紧试验台的研制

螺栓拧紧试验台通过测定螺栓所受的拧紧力矩和预紧力 ,从而确定螺栓的力矩系数。本文对试验台的工作原理、结构设计、试验结果及测力传感器静态标定作了具体分析和介绍。     

高强度螺栓疲劳缺口系数的有限元分析

螺栓球节点网架结构在悬挂吊车作用下的疲劳是工程界和学术界关注的热点,该结构的疲劳关键是高强度螺栓的疲劳。该文借助ANSYS有限元软件;选取常用的M14、M20、M24、M30、M33、M39、M52、M60共8种规格40Cr制高强度螺栓为分析对象;采用20节点的SOLID95单元类型进行三维实体建模;在重点定量探讨螺栓直径、螺纹升角、螺纹牙根圆角半径及螺栓球四个主要影响因素的基础上,建立了适用于各种规格高强度螺栓疲劳缺口系数的通用计算公式,数值区间为4.35―4.89。该文的研究结论揭示了应力集中和疲劳源的关系,为进一步以热点应力或热点应力幅为参量建立螺栓球节点网架结构疲劳计算方法奠定了理论基础。     

钢结构高强度螺栓抗滑移系数测定研究

通过对钢结构高强度螺栓抗滑移系数的测定实验 ,总结了抗滑移系数测定的经验 ,提出了正确测定主要参数的方法 ,包括试验方案设计、试验步骤及操作要求、注意事项等方面。     

螺栓位置与换能器有效机电耦合系数的关系

研究了螺栓在换能器中部或后部(后置)位置时,对有效机电耦合系数的影响。将螺栓等效为T型四端网络,利用换能器的机电等效电路,全面分析了其对应的有效机电耦合系数与螺栓长度之间的变化关系。结果表明,螺栓处于中部时,换能器的机电耦合系数与螺栓长度呈正相关趋势;螺栓位于后端时,换能器的机电耦合系数与螺栓长度先呈正相关变化,随后呈负相关变化;相比于螺栓位于中部,后置螺栓长度的变化对有效机电耦合系数的波动比较大,但有机电耦合效率的系数数值均比中部位置螺栓的值小。这说明螺栓置于中部时机电耦合性能更好。     

摩擦型高强度螺栓长接头传力比的计算

摩擦型高强螺栓连接接头在现代钢桥中的应用越来越广泛,为研究各排螺栓的传力比特性,根据文献试验结果及有限元数值模拟结果,对螺栓的荷载滑移曲线进行了拟合,在此基础上建立了长列螺栓群接头的受力简化模型,由变形协调条件,通过求解静力平衡方程组,提出了各排螺栓传力比理论计算方法。为验证该理论方法的正确性,设计了2组螺栓接头,实测了其螺栓传力比,试验结果表明,该文方法与试验结果吻合良好。最后对影响螺栓传力的各参数进行研究,结果表明：传力比与芯板与盖板的板厚比,螺栓排数,孔间距等均有显著关系,当螺栓排数大于5时,建议首排螺栓传力比取0.389。     

超声纵横波螺栓载荷在线检测方法研究

针对传统扭矩法控制螺栓载荷误差过大的问题,提出使用超声纵横波法来进行螺栓载荷的检测方法。基于声弹性定理,建立螺栓应力与超声纵横波声时关系的螺栓载荷预测理论模型,避免螺栓原始长度的测量,真正实现无损检测。通过制定实验表征方法,设计磁力探头夹具,建立超声横纵波测螺栓载荷的实验平台,保证每次测量数据的稳定性与测量位置的一致性。对8.8级高强度双头螺栓轴向力进行实验验证,并结合理论模型获得声弹性系数。结果表明:螺栓的轴向应力与超声纵横波声时为线性关系,实验值与理论计算值在100～600 MPa的最大误差小于5.61%,误差绝对值的平均值在2%左右。