螺栓疲劳强度计算方法的对比与选择
装配式建筑施工中的构件连接强度与可靠性分析方法
装配式建筑施工中的构件连接强度与可靠性分析方法装配式建筑是一种将建筑模块化、标准化的建筑方式，它具有施工周期短、质量可控、环境友好等优点。
在装配式建筑的施工过程中，构件连接强度与可靠性是一个关键问题。
本文将介绍装配式建筑施工中构件连接强度与可靠性分析的方法，并探讨其中存在的挑战和解决方案。
一、构件连接强度分析方法装配式建筑中的构件连接通常采用螺栓连接、焊接和胶粘剂连接等方式。
对于螺栓连接而言，可以通过以下步骤进行强度分析：1. 确定载荷条件：首先需要明确构件所承受的静力载荷和动力载荷，并考虑到外部因素如风压、地震等可能对连接造成的影响。
2. 确定螺栓参数：选择合适的螺栓材料、型号和规格，并计算出对应的截面积和抗拉强度。
3. 计算拉伸强度：根据所选用的螺栓材料和规格，结合螺纹及径向应力理论，计算出其抗拉强度。
4. 计算剪切强度：根据螺栓的剪切特性，结合螺纹及径向应力理论，计算出其剪切强度。
5. 对比与验证：将计算得到的连接强度与设计要求进行对比，并进行验证。
若满足要求，则认为连接强度合理，否则需要重新调整连接方式或选择更为牢固的构件连接方法。
二、构件连接可靠性分析方法除了连接强度外，装配式建筑中的构件连接还需要考虑其可靠性。
因为装配式建筑中大量使用的是标准化构件，所以对于连接的可靠性分析可以采用统计学方法。
1. 构件受力状态抽样：通过抽取一定数量的实测样本和工程经验数据，综合考虑不同载荷和环境条件下构件受力状态的分布规律。
2. 环境因素分析：考虑到不同地区的环境条件差异，如温湿度变化、风荷载等对构件连接造成的影响，并量化评估其可靠性指标。
3. 延迟失效模型：由于装配式建筑可能存在长期受力导致疲劳断裂等问题，因此需要建立相应的延迟失效模型，预测连接在使用寿命后的可靠性。
4. 可靠性评估：基于以上分析，可以采用可靠性理论和统计方法对构件连接进行评估，包括确定可靠度指标、计算失效概率和风险值等。
三、挑战与解决方案装配式建筑施工中构件连接强度与可靠性分析面临以下挑战：1. 多个构件之间复杂的相互作用：装配式建筑通常由多个构件组成，构件之间存在复杂的相互作用。
主轴承螺栓有限元分析与公式计算的对比研究
将 主轴 承螺栓 杆 部 直径 设 置 为可 变 参 数 ， 别 分
设 置 为 １ ６ｍｍ，１ ． ６ ５ｍｍ，１ ７ｍｍ，１ ． ７ ５ｍｍ 和
１ ８ｍｍ， 算相 同预 紧 条 件下 不 同杆 部 直径 螺 栓 拉 计 伸应力 ， 导 出螺栓 刚度 系数 与杆 部直径 的关 系。 推
１ １５ １ ｌ５ １ ６ ６ ７ ７ ８ ． ．
一
０ ７ ． ５ｍｍ ， 侧 设 置 为 一 ０ ６ ５ｍｍ 。 外 ． ２
采用 四面体 网格 ， 网格 大小 由程序 控制 ， 网格剖
分 完成后 共计 节点 数 ７ １ ， ４０ ９ 单元 数 ３ ０ 。 ７５ ７
本 次分 析 将 内侧 螺栓 作 为研 究 对象 ， 过计 算 通
发动机 曲轴轴 承支 承部 分 结 构相 同 ， 了提 高计 算 为
后， 程序 自动探测 接触 对并进 行 了设 置 ， 算前需 要 计 对 默认接 触对进 行增 删和参 数修改 。上 曲轴箱一 螺 栓 接触对 设置 为 “ 定 ” 上 曲轴 箱一下 曲轴 箱 间和 绑 ，
下 曲轴 箱一 垫 圈上 表 面 间 两 对 接 触 对 设 置 为 “ 摩
２ 计 算 过 程
实 际装配 过程 中曲轴 轴承盖 螺栓采 用力矩 ＋转
角法预 紧 ， 紧过程 分两 步进行 ： 预 首先 用力矩 扳手将
两种 螺 栓 均 拧 １ ０ Ｎ ・ｍ； 后 内侧 两 根 螺 栓 拧 ０ 然 １０， ８ 。外侧 两根 螺 栓拧 １ ０ 。有 限元 分 析 只 计算 第 ５。
二步 预紧情 况下 螺栓杆 部拉伸 应力 。 将 三维 模 型从 Ｐ ｏｅ 入 Ａｎ ｙ Ｗｏｋ ｅ ｃ ９ ０ ｒ—导 ｓｓ ｒｂｎｈ ．
疲劳强度资料
疲劳强度
疲劳强度是指材料在受到交变应力作用下所能承受的最大应力水平，是材料抗
疲劳性能的一个重要指标。
在工程实践中，疲劳强度的评定对于保证结构的可靠性和安全性至关重要。
疲劳的危害
疲劳是一种特殊的损伤形式，其分裂起点往往位于材料的内部缺陷或表面微小
裂纹的周围。
当材料受到交变应力作用时，这些缺陷和裂纹会逐渐扩展，导致材料的逐渐衰减和最终破坏。
这种疲劳损伤通常是隐蔽的、逐渐的，却又具有极其危险的特点。
影响疲劳强度的因素
疲劳强度受多种因素影响，其中最主要的包括材料的性能、应力水平、循环次数、环境条件等。
不同材料的疲劳强度差异很大，通常需要通过实验和试验来确定具体数值。
另外，应力水平和循环次数也是影响疲劳强度的重要因素，较高的应力水平和更多的循环次数会显著降低材料的疲劳寿命。
提高疲劳强度的方法
为了提高材料的疲劳强度，可以采取一系列措施。
首先是改善材料的内在质量，减少表面缺陷和微裂纹的存在，以增加材料的抗疲劳性能。
其次是通过热处理、表面强化等工艺手段来改善材料的性能，提高疲劳强度。
此外，设计合理的结构和避免应力集中也是提高疲劳强度的有效途径。
结语
疲劳强度作为材料性能的重要指标之一，对于保证结构的安全性具有重要意义。
正确评定疲劳强度，合理设计结构，提高材料性能，可以有效延长材料的使用寿命，保证结构的可靠性和安全性。
高强螺栓长度计算方法
忍受较强的抗拉和屈服。今天，我将带领大家粗略的认 识一下什么是高强螺栓，以及讲解一下它的长度计算。 或者在以后可以用上。高强螺栓就是高强度的螺栓，属 于一种标准件。一般情况下，高强度螺栓可承
2.33.324.219.2M16217.13.329.724.7M202.520.74.336.831.8 M222.523.65.341.736.7M24324.25.343.838
.8M27327.66.349.244.2对比一下，普通螺栓长度计算基数 螺栓规格螺距P螺母厚度h垫圈厚度 t2P+h+tM101.58.42.213.6M121.7510.82.717M
50205《钢结构工程施工质量验收规范》规定进行。试验 后应在较短的时间内进行高强度螺栓的安装。高强度螺 栓的施工扭矩按下式计算确定：Tc=1.05k· Pc· dTc—施工扭 矩(N· m);k
—高强度螺栓连接副的扭矩系数的平均值;Pc—高强度螺 栓施工预拉力(kN)，见表1;d—高强度螺栓螺杆直径(mm); 表1高强度螺栓施工预拉力Pc(kN)高强度螺栓施工前所用 的扭矩扳手，在
个数，扭剪型高强螺栓为1，高强大六角头螺栓为2S—高 强度垫圈公称厚度P—螺纹的螺距。高强螺栓的紧固长度 加长值=螺栓长度-板层厚度。一般按连接板厚加表L的加 长值，并取5mm的整倍数。高强
度螺栓施工前，应按出厂批复验高强度螺栓连接副的扭 矩系数，每批复验8套，8套扭矩系数的平均值应在 0.110～0.150范围之内，其标准偏差应小于或等于0.010。 其扭矩系数复检方法按GB
高强度螺栓紧固与普通螺栓有什么区别
高强度螺栓紧固与普通螺栓有什么区别？紧固方法有哪些？高强度螺栓是钢结构施工中最普遍常见的施工内容，所有钢结构工程师都会觉得熟悉得不能再熟悉了。
然而事实可能并非如此，今天我们从最基本的概念的入手，带你重新认识高强度螺栓，可能会颠覆你最基本的认识。
什么是高强度螺栓高强度螺栓（High-Strength Friction Grip Bolt），英文直译为：高强度摩擦预紧螺栓，英文简称：HSFG。
可见，我们中文施工中所说的高强度螺栓是高强度摩擦预紧螺栓的简称。
在日常沟通中，仅仅是简略了“摩擦（Friction）”“预紧（Grip）”两个词，却造成了许多工程技术人员对高强度螺栓基本定义的理解，产生了误区。
误区一：材料等级超过8.8级的螺栓，就是“高强度螺栓”？高强度螺栓和普通螺栓的核心区别并不在于使用材料的强度，而是受力的形式。
本质是是否施加预紧力，并利用静摩擦力抗剪。
实际上在英标规范，美标规范中提到的高强度螺栓（HSFG BOLT）只有8.8级和10.9级两种（BS EN 14399 / ASTM-A325&ASTM-490），而普通螺栓却有包含有4.6，5.6，8.8，10.9，12.9等（BS 3692 11款表2）；由此可见，材料强度高低并不是区别高强度螺栓与普通螺栓的关键。
误区二：高强度螺栓的承载能力高于普通螺栓，是为“高强”？由单个螺栓的计算可知，高强度螺栓抗拉和抗剪的设计强度均低于普通螺栓。
其高强实质是：正常工作时，节点不允许发生任何相对滑移，即：弹塑性变形小，节点刚度大。
可见：在给定设计节点荷载的情况下，用高强度螺栓设计的节点并不一定能节省螺栓使用数量，但是其变形小，刚度大，安全储备高。
适合用主梁，等要求节点刚度较大的位置，符合“强节点，弱杆件”的基本抗震设计原理。
高强度螺栓之强，并非在于其本身的承载能力设计值，而是表现于其设计节点的刚度大，安全性能高，抗破坏的能力强。
高强度螺栓规格国内常用的高强度螺栓分为 ASTM 及 JIS 规格。
机械设计螺栓强度校核
机械设计螺栓强度校核机械设计中，螺栓是一种常用的连接元件，常用于连接零件和构件。
在实际工程中，为了确保螺栓的强度和可靠性，需要对螺栓进行强度校核。
螺栓的强度校核主要包括两个方面：拉伸强度校核和剪切强度校核。
首先是拉伸强度校核。
螺栓在工作过程中常受到拉力的作用，因此需要保证螺栓的拉伸强度足够。
拉伸强度校核的关键是计算螺栓的拉伸应力和螺栓的截面积。
螺栓的拉伸应力等于拉力除以螺栓的有效截面积，通过与螺栓的材料抗拉强度对比，可以判断螺栓是否满足强度要求。
其次是剪切强度校核。
螺栓在工作过程中还会受到剪切力的作用，因此需要保证螺栓的剪切强度足够。
剪切强度校核的关键是计算螺栓的剪切应力和螺栓的截面积。
螺栓的剪切应力等于剪切力除以螺栓的有效截面积，通过与螺栓的材料抗剪强度对比，可以判断螺栓是否满足强度要求。
在进行螺栓强度校核时，需要考虑到以下几个因素：螺栓的材料、螺栓的尺寸、螺栓的工作环境和加载条件等。
不同材料的螺栓具有不同的强度特性，因此需要根据实际情况选择合适的螺栓材料。
螺栓的尺寸包括直径、长度等参数，不同尺寸的螺栓承受的拉力和剪力也会不同。
螺栓的工作环境和加载条件包括温度、湿度、振动等因素，这些因素会对螺栓的强度产生影响，需要进行综合考虑。
螺栓的强度校核还需要根据不同的设计准则和标准进行。
常用的螺栓强度校核准则有ISO、GB、ASME等。
这些准则规定了螺栓的强度系数、安全系数、工作载荷等参数，通过按照准则的要求进行计算，可以得到螺栓的强度校核结果。
在进行螺栓强度校核时，还需要注意螺栓的紧固力矩。
螺栓的紧固力矩直接影响螺栓的强度和可靠性，过大或过小的紧固力矩都会导致螺栓的强度不足。
因此，在进行螺栓强度校核时，需要根据实际情况选择合适的紧固力矩，并通过实验或经验确定合适的紧固力矩范围。
螺栓的强度校核是机械设计中非常重要的一项工作。
通过对螺栓的拉伸强度和剪切强度进行校核，可以确保螺栓在工作过程中具有足够的强度和可靠性。
铝合金板件螺栓连接承压强度试验与计算方法_王元清
屋盖采用铝合金单层网壳， 铝合金材料牌号为 6061 ［2 ］ － T6 ， 网壳的铝合金节点采用螺栓连接 ； 在2001
收稿日期： 2010 － 11 － 12 基金项 目： 高 等 学 校 博 士 学 科 点 专 项 科 研 基 金 资 助 项 目 （ 20090002110046 ） 作者简介： 王元清（ 1963 － ） ， 男， 教授， 博导． 研究方向： 钢结构； mail： wang － yq@ tsinghua． edu． cn 铝合金结构． E-
铝合金板件螺栓连接的承压破坏形态有 2 种： ［9 ］ 螺栓从端部拉脱和螺栓孔塑性变形被拉长 。 其 承压承载力需要同时考虑强度准则和变形准则 ， 考 ［10 ］ Kim 等 提出当螺栓孔变形 虑到正常使用的要求， 达到孔径的 30% 时， 认为螺栓连接不再适合继续承 EC9 也采用了这一限值规定。 载而达到了极限状态， 作者通过进行铝合金板件螺栓连接节点的承压 试验研究， 分析螺栓直径和端距对节点承压承载力 的影响。利用有限元分析手段对试验过程进行数值 模拟及参数分析， 探索铝合金板件承压强度的计算 方法。
研 究， 提出了设计建议公式 。 中国于2007 年颁布的
204
［7 ］
四川大学学报（ 工程科学版）
第 43 卷
铝合金结构设计规范 给出了铝合金板件螺栓连 其中构件的承压强度直接按照 接的相关设计公式， 欧洲规范 （ EC9 ） 取值， 而目前国内铝合金板件螺 栓连接的承压性能仍然需要进一步研究 。
铝合金材料最初在航空等领域取得了成功的应 用， 由于其自重轻、 耐腐蚀性和耐久性好等特点而被 引入了建筑结构领域。当前铝合金结构在中国已经 取得了成功的应用， 主要结构形式包括铝合金网壳、
［1 ］ 网架， 铝 合 金 桁 架 等， 展 现 了 良 好 的 应 用 前 景。 中国现代五项赛事中心游泳击剑馆位于成都市 ， 其
中美摩擦型连接高强度螺栓承载力计算方法对比分析
钢材力学性能 ， 见表 １。
表 １ 高强度螺栓钢材力学性能
规范 Ａ Ｓ ＴＭ Ａ ４ ９ ０－０ ９ ／ Ｇ Ｂ Ｔ ３ ６ ３ ２－２ ０ ０ ８ Ａ Ｓ ＴＭ Ａ ３ ２ ５－０ ２ ／ Ｇ Ｂ Ｔ ３ ６ ３ ２－２ ０ ０ ８ 螺栓等级 Ａ ４ ９ ０ １ ０ ． ９ Ｓ Ａ ３ ２ ５ ８ ． ８ Ｓ 螺栓钢材抗拉 ／ＭＰ 强度 ｆ ａ ｕ １ ０ ５ ０ １ ０ ４ ０ ８ ２ ５～７ ２ ５ ３ ０ ８
标准与规范
中美摩擦型连接高强度螺栓承载力 计算方法对比分析
２ １， ２ １ 孙洪鹏１， 刘 圆 王玉银
） （ 哈尔滨工业大学 ，哈尔滨 １ ５ ０ ０ ９ ０； ２．北京巴布科克 · 威尔科克斯有限公司 ，北京 １ ０ ０ ０ ４ ３ １． 摘 要： 对比分析了中美两国常用摩擦型连接高强度 螺 栓 的 力 学 性 能 ， 以及两国摩擦型连接高强度螺栓抗剪承载 《 美国 钢 结 构 设 计 规 范》 对中国高强度螺栓进行设计时的 力和剪拉承载力的设计方法 。 探讨了按 Ａ Ｉ Ｓ Ｃ ３ ６ ０－２ ０ １ ０ 预拉力转换问题 ， 根据两种规范的比较结果 ， 提出了预拉力转换建议 。 根据中美 两 国 规 范 的 计 算 方 法 ， 讨论得出抗 剪承载力和剪拉承载力比较结果 ， 供设计人员参考 。 关键词 ： 钢结构 ；高强度螺栓 ；预拉力 ；承载力 ： ／ Ｄ Ｏ Ｉ １ ０ ． １ ３ ２ ０ ６ ． ２ ０ １ ５ ０ １ ０ １ １ ｊ ｇ ｊ ｇ
Ｐ＝
螺纹处的有效面积 。 《 美国钢结构设计规范 》 ． ２ Ａ Ｉ Ｓ Ｃ ３ ６ ０－２ ０ １ ０ ３ 美国 Ａ Ｉ Ｓ Ｃ ３ ６ ０ 规范规定预拉力为 ： （ ） ２ Ｐ ＝０ Ａｅ ． ７ ｆ ｕ ３ ． ３ 预拉力值比较 ） 由式 （ 和式 （ 比 较 得 知， 美国规范预拉力与 １ ２） ／ 即１ 中国规范预拉力之比为 ０ ． ７ ０ ． ６ ０ ７ ５， ． １ ５。 中美两规范预拉力见表 ２。
螺栓疲劳强度计算方法的对比与选择
螺栓疲劳强度计算方法的对比与选择在工程设计和结构分析中，螺栓是常用的连接元件。
由于螺栓在使用过程中会受到不断变化的载荷作用，容易产生疲劳损伤，导致螺栓断裂。
因此，对于螺栓的疲劳强度进行准确的计算和评估非常重要。
螺栓的疲劳强度计算方法可以分为经验公式法、应力幅法、应力范围法和有限元法等多个方法。
下面就这几种方法进行详细的对比分析。
1.经验公式法经验公式法是根据实验数据和经验公式进行计算，是最简单的计算方法之一、经验公式法计算的主要参数是螺栓的材料、直径和载荷等。
这种方法计算简便，但准确度一般较低，只适用于一些简单载荷情况和无特殊要求的结构。
2.应力幅法应力幅法是一种常用的计算方法，其基本原理是根据螺栓在载荷作用下的应力幅大小来评估螺栓的疲劳强度。
应力幅法计算的主要参数是螺栓的应力幅极限和应力集中系数等。
这种方法相对比较简单，适用于单轴载荷和小范围应力集中的情况。
3.应力范围法应力范围法是一种综合考虑应力幅和平均应力的计算方法，是最常用的螺栓疲劳强度计算方法之一、应力范围法计算的主要参数是螺栓的应力范围和应力集中系数等。
这种方法适用于多轴载荷和大范围应力集中的情况，精度相对较高。
4.有限元法有限元法是一种基于力学原理和数值计算的方法，可以精确地计算螺栓的应力分布和疲劳强度。
这种方法需要建立复杂的有限元模型，进行有限元分析计算。
与其他方法相比，有限元法计算精度更高，但计算量大，适用于复杂载荷和应力集中较严重的情况。
对于选择螺栓疲劳强度计算方法，需要根据具体的工程要求和实际情况进行综合考虑。
一般来说，对于简单的结构和载荷条件，可以采用经验公式法或应力幅法进行估计；对于复杂的结构和载荷条件，应优先考虑应力范围法或有限元法进行精确计算。
在实际工程中，也可以结合不同方法进行对比验证，以提高计算结果的准确性。
总之，螺栓疲劳强度的计算方法有多种选择，每种方法都有其适用的范围和优缺点。
在选择方法时需要充分考虑工程要求、计算精度和计算成本等因素，以得到准确可靠的计算结果。
螺栓强度资料
螺栓强度
螺栓作为一种常见连接件，在工程实践中扮演着非常重要的角色。
螺栓的强度直接影响着整个结构的稳定性和安全性。
本文将探讨螺栓的强度及其影响因素。
1. 螺栓的基本结构
螺栓通常由螺杆和螺母组成，螺栓的强度主要取决于材料的特性、尺寸规格和连接结构等因素。
在工程设计中，螺栓的选择要根据具体的工程要求来确定，以确保连接的牢固性和稳定性。
2. 螺栓强度的计算方法
螺栓强度的计算通常包括拉伸强度和剪切强度两种情况。
拉伸强度是指螺栓在受拉力作用下的最大承载能力，剪切强度则是指螺栓在受剪力作用下的最大承载能力。
这两种强度的计算涉及到材料的力学性能、结构的设计要求等多种因素。
3. 螺栓强度的影响因素
螺栓强度受到多种因素的影响，如材料的选择、螺栓的尺寸规格、螺栓的表面处理等。
此外，安装方式、预加载力的施加等操作也会影响到螺栓的强度。
因此，在工程实践中必须综合考虑这些因素，确保螺栓连接的稳固可靠。
4. 螺栓强度的测试方法
为了验证螺栓连接的强度，通常需要进行拉伸试验和剪切试验。
通过在实验室中施加不同的载荷，可以得到螺栓在不同条件下的拉伸和剪切性能数据，从而评估其强度和安全性。
5. 结语
螺栓作为一种重要的连接件，在工程实践中无处不在。
了解螺栓的强度及其影响因素对于确保工程结构的安全性至关重要。
通过合理选择螺栓材料、尺寸规格和安装方式，可以有效提高螺栓连接的可靠性，确保结构的稳定性和安全性。
螺栓疲劳寿命计算
螺栓疲劳寿命计算
螺栓疲劳寿命计算是工程设计中非常重要的一项内容，它涉及到了工程结构的
安全性和可靠性。
在工程实践中，螺栓是一种常用的连接元件，用于连接各种构件，承受着不同方向的载荷。
而螺栓在长期使用中，由于受到载荷的作用会产生疲劳破坏的现象，因此需要对螺栓的疲劳寿命进行计算。
螺栓的疲劳寿命计算是根据螺栓所承受的载荷大小、载荷频率、载荷形式等参
数进行综合计算得出的。
通常情况下，螺栓的疲劳寿命计算可以采用史密斯疲劳曲线和疲劳极限的概念进行计算。
疲劳曲线描述了材料在不同应力水平下的疲劳寿命，通过对疲劳曲线的分析可以得出螺栓的疲劳寿命。
在进行螺栓疲劳寿命计算时，首先需要确定螺栓所承受的载荷大小和载荷形式，然后根据载荷的频率和工作环境的条件来选择适当的疲劳曲线和疲劳极限。
接着，根据载荷的频率和疲劳曲线的参数计算出螺栓的疲劳寿命。
最后，根据计算得出的疲劳寿命，来评估螺栓的安全性和可靠性，从而确定螺栓的使用寿命和更换周期。
螺栓的疲劳寿命计算在工程设计和实际使用中具有重要的意义，它可以帮助工
程师评估螺栓的使用寿命和安全性，从而确保工程结构的可靠性和安全性。
通过合理的疲劳寿命计算，可以有效地延长螺栓的使用寿命，减少螺栓的疲劳破坏，提高工程结构的稳定性和可靠性。
总的来说，螺栓的疲劳寿命计算是工程设计中的一个重要环节，它需要根据螺
栓的使用条件和疲劳特性来进行合理的计算和评估，从而确保螺栓的安全可靠性。
通过科学的疲劳寿命计算，可以有效地提高工程结构的安全性和可靠性，保障工程的顺利运行和长期稳定性。
螺栓的有效力矩-概述说明以及解释
螺栓的有效力矩-概述说明以及解释1.引言1.1 概述螺栓是一种常用的连接元件，广泛应用于各个领域的机械设备和结构中。
它的作用是通过连接两个或多个部件，使其固定在一起，从而实现机械装置的正常运行。
螺栓的有效力矩是衡量它在连接过程中承受的力的能力的重要参数。
本文将详细介绍螺栓的有效力矩以及如何计算这个重要参数。
首先将对螺栓的基本原理进行说明，包括螺栓的结构组成和工作原理。
然后，将介绍螺栓的有效力矩的计算方法，包括受力分析和力矩计算的具体步骤。
通过本文的阐述，读者将能够全面了解螺栓的有效力矩及其在工程设计和使用中的重要性。
本文的目的是为读者提供关于螺栓有效力矩的详细知识，帮助读者在实际工程应用中正确使用螺栓，并提高螺栓的连接性能。
通过深入了解螺栓的有效力矩，读者将能够更好地理解和应用螺栓连接技术，确保机械设备和结构的安全性和可靠性。
接下来的章节将分别介绍螺栓的基本原理和有效力矩的计算方法。
希望读者能够通过本文的阅读，对螺栓的有效力矩有一个清晰的认识，并能够将这些知识应用到实际工程中。
在结论部分，我们将对螺栓的有效力矩的重要性进行总结，并指出本文对螺栓设计和使用的一些启示。
希望本文对读者在工程实践中的决策和操作提供一定的帮助。
让我们一起深入了解螺栓的有效力矩，提升机械设备和结构的连接性能，共同推动工程技术的发展！文章结构部分的内容可以是以下内容之一：1.2 文章结构本文将从以下几个方面来探讨螺栓的有效力矩：第一部分，引言，将概述整篇文章的内容，并介绍螺栓的基本原理以及有效力矩的重要性。
第二部分，正文，将详细讲解螺栓的基本原理和计算方法。
首先，我们将介绍螺栓的结构和工作原理，以便读者对螺栓有一个基本的了解。
然后，我们将介绍螺栓的有效力矩的计算方法，包括静态情况下的计算和动态情况下的计算。
对于静态情况下的计算，我们将介绍杨氏模量和剪切模量的概念，以及如何根据应力和变形计算出螺栓的有效力矩。
对于动态情况下的计算，我们将介绍螺栓的动力分析方法，包括动力学原理和运动学原理，并给出相应的计算公式。
高强度螺栓疲劳寿命分析与设计改进
高强度螺栓疲劳寿命分析与设计改进李源;陈昌林;王世建;朱文吉;周俊鹏【摘要】借助有限元分析工具,对某燃汽轮机风扇座环连接螺栓应力及接触状态进行了分析研究,并计算出了螺栓的应力幅值.将ASME标准与应变方法的疲劳曲线进行了对比分析研究,确定选用ASME标准中的疲劳曲线进行螺栓疲劳寿命分析,并与现场运行统计数据进行对比分析,给出了一套有效的螺栓疲劳寿命预测方法.并在此基础上给出提高螺栓使用寿命的结构改进的方法.【期刊名称】《成都大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2018(037)004【总页数】5页(P407-411)【关键词】有限元方法;高强度螺栓;应力;疲劳【作者】李源;陈昌林;王世建;朱文吉;周俊鹏【作者单位】东方电气集团东方电机有限公司,四川德阳618000;西安交通大学机械工程学院,陕西西安710049;东方电气集团东方电机有限公司,四川德阳618000;东方电气集团东方电机有限公司,四川德阳618000;东方电气集团东方电机有限公司,四川德阳618000;东方电气集团东方电机有限公司,四川德阳618000【正文语种】中文【中图分类】TH131.30 引言螺栓连接作为一种重要的结构连接方式，已广泛应用于各类工程领域中.然而，在高预紧力载荷以及交变载荷作用下，高强度螺栓发生疲劳断裂的事故时有发生.针对高强度连接螺栓的疲劳寿命，科研人员做了大量的研究并取得了一系列成果[1-5].在此基础上，本研究以某型号燃汽轮机风扇座环连接螺栓为研究对象，借助有限元分析方法，对该螺栓的应力幅值及各连接部件的接触应力状态进行了分析和对比研究，并基于疲劳分析方法对初始以及改进的螺栓寿命进行了预估分析，从而确定螺栓疲劳的分析方法以及优化改进的方案.1 研究对象概况作为研究对象的某燃汽轮机风扇座环连接螺栓结构布置如图1所示，机组运行转速为3 000 r/min，在启停机次数大约800次之后，风扇座环连接螺栓发生断裂.断口分析认为，其螺栓破坏为低周疲劳断裂.从螺栓疲劳断口图(见图2)来看：区域A为裂纹萌生区域，该区域为螺纹的根部区域，参考ASME标准，该部位的应力集中系数不小于3.9，属于应力敏感区域，也是螺栓断裂的常见多发位置；区域B 为裂纹扩展区域；区域C为断裂失效区.2 应力分析2.1 有限元建模本研究基于有限元方法对该燃汽轮机风扇座环连接螺栓在启停机状态下的螺栓应力进行分析计算，通过对风扇座环连接螺栓模型的简化处理，获取单元网格模型如图3所示.其中，图3(a)为实体模型，图3(b)为网格模型，图3(c)为模型各部分的示意图.在图3(c)中有两处装配：转轴与风扇座环存在1.5 mm的装配过盈量；压圈与风扇座环存在0.5 mm的装配间隙.压圈与风扇座环的装配间隙主要作用是在螺栓预紧后，能够保证压圈与风叶压紧.图1 燃汽轮机风扇座环螺栓结构布置示意图A：裂纹萌生区；B：裂纹扩展区；C：断裂失效区图2 螺栓断口示意图图3 风扇座环螺栓模型示意图为了便于螺栓断面应力的描述，将螺栓应力的取值点采用图示方法(见图4).图中位置A是螺栓顶部位置，为远离旋转轴线侧，位置B是螺栓底部位置，为靠近旋转轴线侧.图4 螺栓断面应力取点说明图2.2 装配次序及运行工况根据风扇压环的实际装配次序以及运行的工况，本研究将计算工况分为3个阶段：第1阶段为热套，主要是将风扇座环与转轴进行热套装配；第2阶段为螺栓预紧，通过螺栓施加的预紧力，可将压圈与风叶进行紧密的配合；第3阶段为转子旋转至额定转速.3个计算工况的载荷如表1所示.表1 载荷工况表计算工况描述内容描述LC1热套工况风扇座环与转轴热套装配LC2预紧工况施加螺栓预紧力29 000 NLC3额定运行螺栓预紧力锁定之后,机组转速升至额定3 000 r/min各工况下结构的受力简图如图5所示.热套工况下，风扇座环与转轴由于装配预紧量的作用，将产生一定程度的相互挤压，从而在配合面产生接触压应力；螺栓预紧后，由于压圈与座环存在楔形间隙，预紧力F0产生附加弯矩M0作用于螺栓；额定运行时，作为外伸端的压圈，在离心力F1作用下将产生弯矩M1与预紧工况载荷综合作用于螺栓.图5 各工况下结构受力简图2.3 应力及接触状态分析2.3.1 螺栓应力及交变幅值规律.事实上，对螺栓疲劳寿命影响最大的是螺栓的应力交变幅值.从3个计算工况来看，产生螺栓应力幅值主要来源于LC2工况和工况LC3的转换过程.对此，可通过计算螺栓在一个停机工况LC2以及运行工况LC3切换下的应力分布规律，可以得到螺栓的交变应力幅值.通过对螺栓最大应力、应力幅值的分布位置研究发现：螺栓在预紧状态下，由于结构刚度的不对称，在同一断面上，靠近旋转中心和远离旋转中心的螺栓上、下两侧的应力不相等.图6给出了螺栓断面应力的取值位置：位置A是螺栓底部位置，为螺栓断面靠近旋转轴线的一侧；位置B是螺栓顶部位置，为螺栓断面远离旋转轴线的一侧.图6 螺栓断面应力取值位置示意图针对该燃汽轮机风扇座环连接螺栓的初始设计方案，计算了螺栓在LC2、LC3工况下关键位置点的应力，具体如表2、图7所示.表2 螺栓最大主应力计算结果(MPa)计算工况描述螺栓整体位置A位置BLC2预紧工况446.789423.33389.5LC3额定运行499.891112.253421.767(a)螺栓预紧之后(LC2)(b)额定转速下(LC3)图7 螺栓的应力水平图计算发现，在进行LC2、LC3工况切换时，螺栓重点断面的应力变化规律为：螺栓位置A的应力水平由423.333 MPa减小至112.253 MPa，应力幅值ΔS为311.08 MPa；螺栓位置B的应力水平由89.5 MPa增大至421.767 MPa，应力幅值ΔS为332.17 MPa.出现上述的应力变化规律原因是由于压圈与座环存在0.5 mm的初始间隙，当螺栓预紧后，螺栓存在初始的向下弯曲，而当机组起动到额定转速时，压圈的离心力使螺栓产生向上的弯矩，从而使得螺栓的顶部与底部的应力呈现周期的交变规律. 2.3.2 关键接触面接触状态变化规律研究.不同工况下，风扇座环与转轴的接触应力如表3与图8所示.表3 不同工况下风扇座环与转轴的接触应力计算工况描述接触压力/MPaLC1热套工况145.274LC2预紧工况145.554LC3额定运行111.178(a)热套工况(LC1)(b)预紧工况(LC2)(c) 额定运行工况(LC3)图8 风扇座环与转轴的接触应力图计算结果表明，初始安装热套状态下，接触压力高达145.274 MPa，安装螺栓后，接触状态变化不大，接触压力有略微的增加，达到145.554 MPa，在额定运行工况时，由于离心力的作用，风扇座环与转轴将发生分离，这必然会引起接触应力的降低.而在螺栓孔的位置，由于结构开孔使得刚度较实心位置减弱，同时压圈的离心力传递到风扇座环上时将产生剪力与弯矩的合成效果，从而使得压圈侧的径向变形较大，也会引起压圈的接触应力降低.此外，对比图8(b)、(c)接触压力的状态可知，接触压应力降低了34.376 MPa.接触状态由原来的粘接状态过渡到分离和滑移状态.通过接触状态的比较研究，可以进一步确定螺栓处于交变应力状态下.3 螺栓疲劳S-N曲线与疲劳寿命计算计算结果表明，该风扇座环连接螺栓的疲劳可定性为低周疲劳.目前，在进行零部件低周疲劳分析时，常用的是基于应变的疲劳分析方法.同时，螺栓为高预紧力的受力状态，在采用应变方法进行计算分析时，需计入平均应力修正的影响.3.1 螺栓疲劳S-N曲线3.1.1 ASME标准螺栓疲劳S-N曲线.针对高强度螺栓的疲劳分析，ASME规范中规定了相关的S-N参数.在ASME标准中，基于光轴试件的疲劳曲线设计是基于多项式函数的方式给定，涉及低合金碳素钢、镍铬合金钢、铜镍合金、镍铬钼合金钢以及高强度螺栓等材料，其计算公式为，N=10X(1)(2)(3)式中，Sa指应力幅值，N为设计的循环次数.式中Ci数值均可从标准中查得.3.1.2 基于应变疲劳的S-N曲线.基于应变疲劳的S-N曲线计算公式为，(4)式中，Δε/2=εu为全应变幅值，Δεe/2=Δσ/2E=σa/E为弹性应变幅值，Δεp/2=Δε/2-Δεe/2为弹性应变幅值，为疲劳持久系数，c为疲劳持久指数，为疲劳强度系数，b为疲劳强度因子，E为弹性模量，Δσ/2=σa为应力幅值.文献[6]对于上述公式给出了近似的方法，(5)式中，Δε/2=εu全应变幅值，εf=ln(A0/Af)=ln[100/(100-%RA)]，真实的断裂应变或延展性，%RA=100(A0/Af)/A0)，断面收缩率百分比，Su=Pmax/A0极限拉伸强度.应变疲劳中的平均应力修正为，(6)3.1.3 两种方法的疲劳S-N曲线对比.通过查找相关计算参数，可以计算出ASME标准中的S-N曲线数据，以及采用应变疲劳理论得到的S-N数据，具体如图9所示.图9 两种方法得到的螺栓S-N对比曲线通过对两种方法疲劳S-N曲线进行比较可以发现，ASME规范中给出的S-N数据与应变疲劳得到的数据较为一致.3.2 疲劳寿命计算基于上述的有限元应力计算为基础，通过工况的组合计算，确定疲劳分析所需的应力幅值，再借助疲劳分析计算流程，可对螺栓危险断面的允许循环次数进行计算.计算结果表明：螺栓位置A的最小疲劳寿命为1 062次启停机次数；位置B可承受1 204次启停机运行次数.螺栓断面的应力水平以及疲劳计算结果如表4所示. 表4 螺栓重点断面应力以及寿命计算名称位置A 位置B平均应力/MPa267.793 255.6335应力幅值/MPa155.54 166.1335应力集中系数4 4应力幅值/MPa622.16 664.534允许的循环次数(ASME标准)/No.1 204 1 062允许的循环次数(strain life)/No.1 317 1 153数据表明，离心力作用下，螺栓的最大应力发生在位置B，且该位置的应力幅值较大，位置B较早发生疲劳破坏的可能性大.此外，采用ASME标准的螺栓S-N曲线计算得到的螺栓最小寿命为1 062次，而采用基于应变的螺栓S-N曲线计算得到的螺栓最小寿命为1 153次，ASME方法与该螺栓实际运行统计的数据800次更为接近.从该燃汽轮机机组实际运行的情况来看，该高强度螺栓仅承受了低于1 000次的启停机就发生疲劳破坏.因此，采用ASME标准的螺栓S-N曲线对于评估该结构的高强度螺栓的疲劳寿命是合适的.4 设计改进方案通常，在螺栓连接结构中，螺栓的承载关系受制于螺栓的刚度Cb与法兰的刚度Cf的线性比例分配关系.通过增长螺栓可以提高螺栓柔度，降低螺栓的刚度，从而可以降低螺栓部分的承受外载，进而降低螺栓的应力幅值.从这个思路出发，本研究采取了加长螺杆并增加数量的方法来降低螺栓的应力幅值.同时，针对改进方案同样进行了上述的应力分析，结果如表5与图10所示.图10(a)为螺栓预紧静止工况的应力分布，图10(b)为运行至额定转速的应力分布.通过比较可知，改进后的螺栓的应力幅值由原来的664.534 MPa降低至116.286 MPa，应力降幅明显.通过寿命评估发现，最危险断面的寿命大大提高，由之前的1 062次增加至2 392 536次.事实上，设计方案改进后，该燃汽轮机机组的实际运行情况表明，其风扇座环连接尚未出现螺栓断裂的情况.表5 改进方案的螺栓重点断面应力以及寿命计算汽端改进方案螺栓位置A位置B 平均应力/MPa301.8285282.8255应力幅值/MPa28.453529.0715应力集中系数44应力幅值/MPa113.814116.286允许的循环次数/No.2 690 5452 392 536(a)预紧工况(LC2)(b)额定运行工况(LC3)图10 改进方案螺栓的应力水平5 结语本研究以实际工程中的某型号燃汽轮机风扇座环连接螺栓断裂问题为分析对象，采用了基于有限单元法分析应力并结合疲劳寿命分析的方法，对该问题进行了研究.在研究中，着重分析了各运行工况下的螺栓应力分布以及接触状态的变化，对比分析了高强度螺栓应变疲劳以及ASME标准中的应力疲劳曲线，并对该螺栓进行了寿命分析计算.在此基础上，提出了提高螺栓寿命的设计改进方案，并通过实际应用验证了方案的可靠性.参考文献：【相关文献】[1]张伦.高强度螺栓断裂失效分析研究[J].石油和化工设备，2017，20(6)：55-57.[2]王自勤.螺栓应力应变及疲劳寿命分析[J].航空制造技术，2001，44(4)：44-46.[3]杜静，黄文，王磊，等.基于接触分析的高强度螺栓疲劳寿命分析[J].现代科学仪器，2013，23(1)：73-77.[4]蒲泽林，杨昆，刘宗德，等.汽轮机联轴器螺栓疲劳特性及寿命预测模型的研究[J].中国电机工程学报，2002，22(7)：90-94.[5]张硕.高强度螺栓疲劳强度计算方法的探讨[J].重工与起重技术，2017，14(3)：1-3.[6]Bannantine J A.Fundamentals of metal fatigue analysis[M].Englewood Cliffs,New Jersey,USA:Prentice Hall Press,1990.。
塔机标准节联接螺栓的静强度可靠性分析
塔机标准节联接螺栓的静强度可靠性分析摘要：随着我国经济建设的快速发展，高层建筑越来越多。
而塔式起重机作为现代化施工中不可或缺的机械设备之一，其安全性能也日益受到人们的重视。
在塔机使用过程中，由于各种原因会造成标准节连接螺栓发生断裂失效事故，给国家和企业带来了巨大的损失。
因此对塔机标准节联接螺栓进行可靠性研究具有非常重要的现实意义。
本文以某型号塔机标准节联接螺栓为例，采用有限元方法建立三维模型并进行数值模拟计算，通过理论与实际相结合的方式来探究该螺栓的受力情况以及应力分布规律，进而得出该螺栓在不同工况下的最大等效应力值及其位置，最终确定螺栓是否满足设计要求及规范规定。
主要工作内容如下：首先介绍了国内外关于螺栓疲劳寿命、断裂力学方面的相关文献资料；然后利用ANSYS软件建立标准节联接螺栓的三维实体模型，将其导入到有限元软件中进行网格划分，设置边界条件和加载载荷，最后得到螺栓在不同工况下的应力云图。
结果表明，当螺栓承受拉伸载荷时，螺栓头部处产生较大应力集中现象，且最大等效应力出现在螺纹根部附近区域。
关键词：塔机；螺栓；可靠性；引言塔式起重机是建筑工地上常用的一种起重设备，其工作原理为通过起升钢丝绳将重物从地面提升到一定高度后再由小车或大车等装置运走。
在使用过程中，塔机受到多种载荷作用，其中以风载和地震载为主要影响因素。
因此，对于塔机结构而言，保证其安全性能至关重要。
而作为连接塔身与回转部分的标准节，则是整个塔机最薄弱的环节之一。
一.强度随机变量的统计数据在进行有限元计算之前，需要对所使用的材料和几何尺寸等参数进行说明。
本研究中选用了Q345钢作为塔式起重机标准节联接螺栓的材料，其屈服极限fy、抗拉极限fu以及断后伸长率A分别为235MPa、670MPa及2%；螺纹公称直径d=8mm，牙型半角α=2°，螺纹升角β=1/2齿数（i-1)，螺纹旋合长度l=29.5mm。
针对以上参数，我们采用《机械设计手册》中所提供的数据来生成样本点。
螺栓剪切强度 标准
螺栓剪切强度标准一、螺栓材料螺栓的材料应符合相关标准，一般采用高强度钢材制成，如碳钢、不锈钢等。
材料的质量直接影响螺栓的强度和可靠性。
二、螺栓规格螺栓的规格通常由其直径和长度表示。
根据不同的应用场合，需要选择不同规格的螺栓。
一般来说，螺栓的直径越大，其剪切强度也越大。
三、螺栓长度螺栓的长度取决于安装需求和设计要求。
螺栓的长度必须足够长以保证紧固件的夹紧效果和连接强度。
四、螺栓直径螺栓的直径是影响其剪切强度的关键因素。
螺栓的直径越大，其所能承受的剪切力就越大。
因此，在选择螺栓时，应根据实际应用需求和设计要求来选择合适的直径。
五、螺栓螺距螺栓的螺距是指相邻两个螺纹之间的距离。
螺距的大小直接影响螺栓的紧固效果和自锁性能。
一般来说，螺距越大，螺栓越容易松动，自锁性能越差。
因此，在选择螺栓时，应根据实际应用需求和设计要求来选择合适的螺距。
六、螺栓剪切强度值螺栓的剪切强度值是指其在单位面积上所能承受的最大剪切力。
一般来说，螺栓的剪切强度值越高，其所能承受的剪切力就越大。
在选择螺栓时，应根据实际应用需求和设计要求来确定所需螺栓的剪切强度值。
七、测试方法测试螺栓剪切强度的方法一般包括以下步骤：将螺栓安装在试验装置上；在螺栓的一端施加剪切力；记录螺栓在断裂时的剪切力值；根据剪切力值计算出螺栓的剪切强度。
八、测试设备测试设备包括试验装置、测量仪器等。
试验装置应能够准确施加剪切力，并能够记录螺栓断裂时的剪切力值。
测量仪器应能够测量螺栓的直径、长度和螺距等参数。
九、测试环境测试环境应符合相关标准要求，如温度、湿度等。
测试环境的温度和湿度会影响螺栓的性能和测试结果。
因此，在测试过程中应保持测试环境的稳定和一致性。
十、测试结果判定测试结果应包括以下内容：螺栓材料的力学性能指标；螺栓的直径、长度和螺距等参数；螺栓的剪切强度值等。
根据测试结果，可以对螺栓的设计和使用方案进行评估和优化。
同时也可以对比不同材料和规格的螺栓性能差异，为选型和使用提供参考依据。
不同螺栓扭矩计算法的实际应力测量和对比
不同螺栓扭矩计算法的实际应力测量和对比
范春垒;宋健;徐庚;黄太安;耿阳;董济水;韩魁良
【期刊名称】《石油和化工设备》
【年(卷),期】2024(27)2
【摘要】法兰管理作业中,螺栓需要被紧固到某个指定的扭矩值。
ASME PCC-1标准和壳牌DEP标准中给出两种扭矩的计算方法,即摩擦系数法和螺母系数法。
在同样的条件下,两种方法计算得到的扭矩并不同。
为了验证哪一种方法计算的扭矩紧固后的螺栓应力更接近目标值,利用工具测量并计算出两种算法扭矩紧固后的实际应力。
实验数据表明,使用ASME PCC-1的摩擦系数法计算的扭矩紧固后的螺栓更接近目标应力要求。
【总页数】4页(P32-35)
【作者】范春垒;宋健;徐庚;黄太安;耿阳;董济水;韩魁良
【作者单位】海洋石油工程(青岛)有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】U46
【相关文献】
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螺栓疲劳标准
螺栓疲劳标准螺栓疲劳标准是指规定了螺栓在使用过程中所需满足的疲劳性能要求的一系列标准。
螺栓作为一种常用的连接元件，广泛应用于各种机械设备、结构工程、汽车制造等行业中，其可靠性和安全性对于保证设备运行和人身安全至关重要。
因此，制定螺栓疲劳标准对于保障产品质量和用户利益具有重要意义。
螺栓疲劳标准包括以下几个方面：1.载荷标准：螺栓在使用过程中承受的载荷是决定其疲劳寿命的重要因素之一。
根据不同的应用场景和使用要求，制定了一系列载荷标准，以确保螺栓在正常工作条件下的可靠性和安全性。
2.拧紧力标准：螺栓的疲劳寿命也与拧紧力有关。
拧紧力过小会导致螺栓松动，拧紧力过大则容易引起螺栓的破裂。
因此，制定了拧紧力标准，以指导用户在使用螺栓时选择合适的拧紧力，以确保螺栓的正常工作。
3.疲劳寿命要求：疲劳寿命是指螺栓在循环载荷作用下能够承受的次数。
根据螺栓的材料、规格和使用要求，制定了一系列疲劳寿命要求，以确保螺栓在其设计寿命内能够承受预期的循环载荷。
4.疲劳性能测试方法：为了验证螺栓是否满足疲劳寿命要求，需要进行相应的疲劳性能测试。
制定了一系列疲劳性能测试方法，包括疲劳试验样品制备、试验设备和试验方法等，以确保测试的准确性和可靠性。
5.疲劳强度计算方法：疲劳强度是指螺栓在循环载荷作用下承受的应力。
为了评估螺栓的疲劳强度，制定了相应的疲劳强度计算方法，包括应力分析、疲劳寿命预测等，以指导螺栓的设计和选择。
除了以上几个方面的标准外，还可能包括其他相关内容，例如螺栓的表面处理要求、螺栓的设计和制造要求等。
这些标准的主要目的是确保螺栓在使用过程中能够满足其预期的疲劳性能要求，以保证设备的可靠性和安全性。
在制定螺栓疲劳标准时，需要考虑各个方面的因素，包括材料的强度和韧性、载荷条件、工作环境和使用要求等。
同时，还需参考国内外相关标准和经验，以确保制定的标准符合行业的实际需求。
总之，螺栓疲劳标准的制定对于保障产品质量、提高设备的可靠性和安全性具有重要意义。
螺栓预拉力测试方法
螺栓预拉力测试方法1. 介绍螺栓是一种常用的紧固元件，广泛应用于各种机械设备和结构中。
在安装过程中，螺栓的预拉力测试非常重要，它可以确保螺栓在工作时具有足够的紧固力，从而避免螺栓松动或失效。
本文将探讨螺栓预拉力测试的方法。
2. 为什么需要螺栓预拉力测试在螺栓的紧固过程中，通常会给螺栓施加一定的拉力。
这样可以保证螺栓与连接件之间形成紧密的接触，使其具有足够的摩擦力和强度，以承受工作负荷。
螺栓的预拉力测试主要有以下几个原因：2.1 预防松动螺栓在使用过程中常常受到振动和冲击的影响，容易发生松动。
通过预拉力测试，可以确保螺栓有足够的紧固力，使其不易松动。
2.2 提高安全性能螺栓紧固不牢固会导致机械设备或结构发生故障，甚至造成安全事故。
通过预拉力测试，可以提高螺栓的安全性能，确保其在工作负荷下不会发生失效。
2.3 保证负荷传递螺栓在机械设备或结构中起到连接和传递负荷的作用。
如果螺栓紧固力不足，负荷可能无法有效地传递，影响系统的工作性能。
预拉力测试可以确保螺栓具有足够的紧固力，保证负荷的传递。
3. 螺栓预拉力测试方法螺栓预拉力测试的方法主要有以下几种：3.1 直接测量法直接测量法是最常用的一种预拉力测试方法。
具体步骤如下：1.选择合适的测力仪器，例如液压拉力计或电子测力仪。
2.在螺栓上施加拉力，直至达到预定的拉力值。
3.使用测力仪器测量所施加的拉力。
4.对比测量结果和预定的拉力值，判断螺栓的紧固力是否符合要求。
3.2 转角法转角法是一种间接测量螺栓预拉力的方法。
具体步骤如下：1.在安装螺栓时，将其紧固到规定的转角。
2.使用扭矩扳手或扭矩测量仪器记录所施加的扭矩值。
3.根据螺栓的转角和扭矩值，利用力矩方程计算螺栓的预拉力。
4.对比计算结果和预定的预拉力值，判断螺栓的紧固力是否符合要求。
3.3 超声波法超声波法是一种非接触式的预拉力测试方法。
具体步骤如下：1.使用超声波传感器对螺栓进行扫描，获取螺栓的超声波信号。
5.8级螺栓屈服强度 -回复
5.8级螺栓屈服强度-回复关于5.8级螺栓屈服强度的问题，我将为你详细解答。
首先，我们需要了解什么是螺栓的屈服强度。
螺栓是一种常用的紧固件，在建筑、机械制造等领域中起到连接和固定的作用。
螺栓屈服强度是指在一定条件下，螺栓所能承受的最大应力，也即是螺栓断裂前所能承受的最大拉力。
而5.8级螺栓则是按照国标GB/T3098.1-2010规定的螺纹连接技术条件、螺螺纹连接性能要求和验收规则生产的一种螺栓。
其中，5.8级表示螺栓的材质和性能等级。
数字5表示螺栓的抗拉强度等级，即螺栓在拉伸时所能承受的最大载荷；数字8表示螺栓的抗剪强度等级，即螺栓在剪切力作用下所能承受的最大载荷。
接下来，我们将逐步探讨5.8级螺栓屈服强度的相关内容。
第一步，了解5.8级螺栓的抗拉强度等级。
根据螺纹连接技术条件标准，5级螺栓的抗拉强度为500MPa，6级螺栓的抗拉强度为600MPa，以此类推。
因此，5.8级螺栓的抗拉强度为5级和8级抗拉强度之间的均值，即为550MPa。
第二步，了解5.8级螺栓的抗剪强度等级。
抗剪强度等级是指螺栓在受到剪切力作用下所能承受的最大载荷。
根据规定，5.8级螺栓的抗剪强度为其抗拉强度的60，即330MPa。
第三步，了解螺栓屈服强度的计算方法。
螺栓的屈服强度是指在受拉或受剪情况下，螺栓的材料开始发生塑性变形的应力大小。
根据材料力学原理，屈服强度可以通过螺栓的抗拉强度和抗剪强度来估算。
对于5.8级螺栓的计算，我们可以采用以下公式：屈服强度= 抗拉强度/ 安全系数根据设计的要求和安全系数的选择，一般常用的安全系数为4。
因此，对于5.8级螺栓，其屈服强度可以通过550MPa除以4，得到屈服强度为137.5MPa。
第四步，讨论应用和评估屈服强度。
在实际工程中，根据螺栓的使用场景和施工条件，需要评估螺栓的屈服强度是否满足设计要求。
评估螺栓屈服强度的方法一般有两种：1. 根据实验数据评估。
可以通过对螺栓进行拉伸实验，得到实际的屈服强度，然后与理论计算结果进行对比，判断是否满足要求。
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螺栓疲劳强度计算方法的对比与选择
周志鸿 ! 李 静
" 北京科技大学 土木与环境工程学院设备工程系 ! 北京
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摘要 ! 介绍了承受交变载荷的螺栓联接进行疲劳强度计算的几种方法 $ 按照最 小应力保持不变计算 % 按 照 应 力 幅 计 算 % 按 照 应 力 比 保 持 不 变 计 算 % 用 疲 劳 损 伤 累 积假说计算和有限元法计算 & 并用前四种方法对两个实例进行了计算比较 ! 得出各 计算方法的选择依据 & 关键词 ! 螺栓联接 ’ 疲劳强度 ’ 计算方法 中图分类号 !!"#$%&’ 文献标识码 !#
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有所长 & 实际进行疲劳强度计算时 ! 应根据
凿岩机械气动工具 !!""!""#
栓 直 径 为 !" ## ! ! $! % &!’ ()##& ! !* %
机械设备中重要的螺栓疲劳强度的计算和 校 核 !应 该 选 用 方 法 !! 即 按 照 最 小 应 力 保 持不变进行疲劳强度计算( 对于机械设备 中一般性的螺栓疲劳强度的计算和校核! 应 该 选 用 方 法 &! 即 按 照 应 力 幅 进 行 疲 劳 强度计算( 对不重要的螺栓联接疲劳强度 的 计 算 和 校 核 !应 选 用 方 法 3! 即 按 照 应 力 比保持不变进行疲劳强度计算$ "& ’ 对 于 承 受 非 规 律 性 的 变 应 力 的 螺 栓 ! 应 按 照 疲 劳 损 伤 累 积 假 说 " 方 法 " ’! 即 米 奈 " 901:; ’ 法 则 ! 进 行 疲 劳 计 算 $ "3 ’ 用 有 限 元 法 对 交 变 载 荷 作 用 下 螺 栓 疲 劳 寿 命 的 计 算 " 方 法 - ’! 可 以 利 用 有 限元分析的应力结果! 按照介绍的疲劳强 度公式计算螺栓的疲劳强度! 也可以直接 在有限元软件中进行螺栓疲劳计算! 现在 这种方法还很少有人应用! 今后应加强这 方面的研究! 推广用有限元法对螺栓进行 疲劳寿命的分析$ 参考文献!
工作拉力
一 介 绍 !并 加 以 比 较 &
#
螺栓的受力分析
绝大多数螺栓联接都是紧联接! 在承
受 预 紧 力 !( 作 用 的 同 时 ! 还 承 受 由 ) 到 !* 循环变化的脉动工作载荷! 典型脉动工作 载 荷 变 化 图 参 见 图 %&
!*
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图! 螺栓工作拉力 !" 变化示意图
时间
螺栓在承受工作载荷后! 根据螺栓和 被 联 接 件 的 变 化 情 况 ! 螺 栓 的 预 紧 力 !) 会 减 少 至 残 余 预 紧 力 !% ! 其 变 化 示 意 图 如 图
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$$ 材料对称循环拉压疲劳极限 ! !+, $ 具体值可由下式计算得出
疲劳强度的计算 !其计算公式为!."
!13 - !!3" !!!3" !3
式中
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!+, - *&’.(!1 / !0#
$$ 材料的抗拉强度极限 ! 具体值 !0 $ 可查机械设计手册
凿岩机械气动工具 !!""! "" #
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其中
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$$ 循环基数 ! 对钢材拉压疲劳 ! $# $ $# ! ""!"# % " "#$ $$ 材 料 常 数 ! 对 钢 材 拉 压 疲 劳 ! ($ ( ! $!%# $$ 第 & 个变应力的应力幅值 !& $ $$ 变应力 !& 的循环次数 ’& $ $$ 许用安全系数 ! 对螺栓联接 ! ’’( $
式中
"# % !% "# $ "%
"# 称为螺栓的相对刚度 ! 其取值 "# $ "%
"# & 由垫 片 材 料 决 定 ) 一 般 推 荐 下 列 数 据 $ 金 属 垫 片 或 无 垫 片 &’%( &)! ! 皮 革 垫 片 &)* ! 铜 皮 石 棉 垫 片 &)+ ! 橡 胶 垫 片 &), -#. ) 由 式 * # # 可 以 看 到 ! 总 拉 力 !! 由 !& 到
$$ 尺寸系数 !具体值可查文献!%" #! $ $$ 表面质量系数 ! 具体值可查文 $! $ 献
!%"
!"#
按照应力比保持不变计算疲劳强度 还有一种螺栓疲劳强度计算的方法 ! 即
$$ 强化系数 ! 具体值可查文献!%" $2 $ $$ 循环拉应力的应力幅 !3 $
按照应力比 % - !)8!’ 保持不变进行计算
’( 螺栓的总拉力 !! ( (( 螺栓的预紧力 !& ( (( 螺栓的工作拉力 !% ( (( 螺栓的刚度 "# ( (( 被联接件的刚度 "% (
总拉力
!!%&’ 变 化 ! 总 拉 力 !! 的 变 化 示 意 图 如 图 !
所示)
!!04
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图! 螺栓受到的总拉力 !! 变化示意图
时间
因素 &
&3 - "&.435 8 &*%9’
式中 $$ 螺栓的拉力幅 &3 $ $$ 螺栓的总拉力最大值 &.435 $ $$ 螺栓的预紧力 &* $ 拉力幅是影响螺栓疲劳强度的主要因 素 !由 ! - & 可 知 !可 按 照 应 力 幅 进 行 螺 栓
!13 - !+, ! !!" !?3
式中 $$ 计算安全系数 !13 $
承受交变载荷作用的螺栓联接! 其失 效形式主要为疲劳破坏! 此时进行螺栓强 度计算除了用最大载荷进行静强度计算 外 !还 须 进 行 疲 劳 强 度 的 计 算 !以 保 证 该 零 部件既不会在最大载荷下发生静强度断 裂 !也 不 会 在 循 环 载 荷 下 发 生 疲 劳 破 坏 & 本 文将对现有的螺栓疲劳强度的计算方法作
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螺栓疲劳强度计算与校核的 方法简介
按照最小应力保持不变计算疲劳强度 由图 ! 可以看出 ! 螺栓承受拉力最小值
即 !012 " " 对螺栓进行疲劳强度计算 ) 其疲 劳强度计算的强度公式为
)*& " %!3# $ *+! 3 "!#!012 ! -). *+! $ "!#*%!& $ !012#
5!6 濮 良 贵 ! 纪 名 刚 . 机 械 设 计 596. 北 京 & 高 等 教 育
出 版 社 ! &//3
!+,-- ()## ! !! % "." ! "!% /.!- ! !#01 % 23,/4 ()##& ! 5 "!6 % !.- $ 在 完 全 相 同 的 前 提 下 ! 分 别 采 用 方 法 ! %& %3 对 螺 栓 进 行 疲 劳 强 度
!)/!’
!"’ -
!3 - !435 + !467 ’
$$ 最大应力值 !435 $ $$ 最小应力值 !467 $ 满足式 "’%条件即为满足疲劳强度要求 &
!8, !数意义同上 满足式 (: #条件即为满足疲劳强度要求 &
!"$
用疲劳损伤累积假说计算疲劳强度 前面介绍的几种计算螺栓疲劳强度的
&
计 算!得 到 的 安 全 系 数 分 别 为 计算方法 计 算 安 全 系 数 #7*
!最 小 应 力 保 持 不 变 & 应力幅 3 应力比保持不变 " 疲劳损伤累积假说
!."!.4! !.+" &.2!
由上面的计算结果可以看出& 在已知 条件均相同时! 按照最小应力保持不变进 行 疲 劳 强 度 计 算 " 即 方 法 !’ 的 计 算 安 全 系 数最小( 按照应力比保持不变进行疲劳强 度 计 算 ) 即 方 法 3’ 的 计 算 安 全 系 数 偏 大 ( 按 照 应 力 幅 进 行 疲 劳 强 度 计 算 " 即 方 法 &’ 的计算安全系数居中! 故方法 ! 的计算结 果偏于安全(方法 3 的计算结果偏于危险! 方法 & 的计算结果居中$
$$ 循 环 拉 应 力 的 应 力 幅 !3 $
(; #
$! - " %! / , +, % , #! $! $2
其中 $$ 有效应力集中系数 ! 具体值可 %! $ 查文献
!%"
!3 - !435 8 !467 ’
$$ 许用应力幅 !同上 !!3" $ 满足式 (; #条件即为满足疲劳强度要求 &
’’( ! ")%!%)# 满 足 条 件 "$ % 即 为 满 足 疲 劳 强 度 要 求 & #$"