螺栓例题
螺栓连接例题
例题1.如下图所示，有一用M20C级螺栓的钢板拼接，钢材为Q235-A。
计算此拼接能承受的最大轴心力设计值N。
例题 2.图示一钢板的对接拼接，螺栓直径d=20mm，孔径d0=21.5mm，C级螺栓。
钢板截面为—16*220，拼接板为2—8*220，钢材采用Q235—AF，承受外力设计值N=535KN。
钢板抗拉强度设计值f=215N/mm2，螺栓的强度设计值为f v b=140 N/mm2和f c b=305N/mm2。
试设计此对接拼接。
例3如图所示，偏心受拉的C级普通螺栓连接，偏心拉力设计值N=300KN，e=60mm，螺栓布置如图。
（1）试确定螺栓的规格
（2）其他条件不变，若e=100mm，则螺栓的规格又如何？
例题4.有一牛腿如图所示，用粗制4.6级螺栓连接于钢柱上，牛腿下有一支托板承受剪力，螺栓采用M20，钢材为Q235BF，螺栓间距采用70mm，竖向荷载V距离柱翼缘表面200mm，设计值为100KN，轴向力N设计值为120KN。
（1）验算螺栓强度
（2）如改用5.6级精制螺栓，不考虑支托承剪，再验算螺栓强度
例题5如图所示，该连接采用为双盖板拼接的钢板连接，钢材为Q235B，高强度螺栓为8.8级的M20，连接处板件接触面采用喷砂处理，作用在螺栓群形心处的轴心拉力设计值N=180KN。
试设计此连接。
螺栓联接例题分析
螺栓联接例题分析【例题1 】如图所示，钢板δ=20mm ，用2个螺栓（螺栓间距a=200mm ）联接到机架上。
已知作用于板的负荷F P =5000N,其他尺寸如图10-28所示，板和机架材料为Q235。
要求：（1） 分析螺栓的失效形式。
（2） 分析螺栓的受力。
（3） 按强度设计螺栓直径。
F PF R F TF T L=300 L=300 a =200 a =200 o o F R F P T【解】 1. 采用铰制孔用螺栓联接（1）铰制孔用螺栓的主要失效形式为剪切和挤压失效。
（2）螺栓受力分析 将外载荷F p 向螺栓组对称中心O 简化后，螺栓组受有横向力F p = 5000N 及转矩T = F p ·L = 5000N ×300mm =15×105 N ·mm 。
每个螺栓由横向力产生的工作载荷相同 N 25002N 5000===z F F pR 每个螺栓由转矩T 产生的工作载荷相同N 7500mm 200mm N 101552=∙⨯=⨯=a T z T F 每个螺栓所受的工作载荷的方向如图所示。
经分析可知，两螺栓所受工作载荷相同。
根据力的叠加原理，每个螺栓所受的横向工作载荷N 7906N 750025002222/=+=+=T R R F F F2. 采用普通螺栓联接（1）普通螺栓的主要失效形式为螺纹部分断裂失效。
（2）螺栓受力分析 螺栓受力分析和上述铰制孔用螺栓的分析与计算相同，即每个螺栓的横向工作载荷也是F R /=7906N ，其不同之处在于：普通螺栓联接，靠预紧力产生的摩擦力来传递横向力，其预紧力/ 1.27906N 63248N 00.15RC f F F ⨯=== （3） 按抗拉强度计算螺栓直径 仍选螺栓材料为Q 235，σs = 235MPa 。
由表5-得S s σσ=][,再由表5-试选S = 2，则MPa 5.1172235][==σ。
普通螺栓的小径为129.85mm d == 查表5-，取M36螺栓（小径d 1= 31.670 mm ）。
螺栓连接例题分析
• 3、单个螺栓所承受的总拉力(2分）
F2 F1 F 7539.82 4712.39 12252.21N
• 4、校核螺栓的强度(4分）
ca
1.3F2
d12
4 1.3 12252.21
19.2942 54.48MPa
50MPa
4
• 故螺栓强度不足
P92例题
140
▲
Fv
Fh 160
各螺栓所需要的预紧力：
F0
1 z
K s Fv f
Cm Cb Cm
Fh
6520N
上面每个螺栓所受的总拉力：
F2
F0
ห้องสมุดไป่ตู้
Cb Cb Cm
F
7079N
确定螺栓直径
d1
4 1.3F2
πσ
8.6mm
选用螺纹公称直径：
d 12mm
校核螺栓组连接接合面的工作能力
防止接合面压碎
σ pmax
1 A
例1:图示气缸盖用6个普通螺栓连接, 已知气缸压力p=2MPa，D=80mm,取
F1 1.5F,Cm 2Cb , σ 160MPa,
试求: 1、螺栓小径 d；1
2、安装时预紧力 F0
p
D
解：1、求工作拉力F
F FΣ
p πD 2 4
2 π 80 2
4
Z
6
6
1674N
2、求总拉力 F2
F
zF
0
C
Cm b C
m
F
h
M W
184.6 N cm 2 1.84MPa
σ p 0.5σB 125MPa 1.84MPa
故接合面不致压碎
三年级螺栓测试题及答案
三年级螺栓测试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 螺栓的头部通常是什么形状？A. 圆形B. 方形C. 六角形D. 三角形答案：C2. 螺栓的螺纹部分通常是什么形状？A. 平直的B. 螺旋形C. 锯齿形D. 波浪形答案：B3. 螺栓的材质一般是什么？A. 塑料B. 木头C. 金属D. 玻璃答案：C4. 螺栓的紧固作用是什么？A. 连接B. 装饰C. 绝缘D. 支撑答案：A5. 螺栓的螺纹方向通常是什么？A. 左旋B. 右旋C. 双向D. 无方向答案：B6. 螺栓的紧固通常需要什么工具？A. 锤子B. 螺丝刀C. 钳子D. 扳手答案：D7. 螺栓的紧固力一般由什么决定？A. 螺栓的长度B. 螺栓的直径C. 螺栓的材质D. 螺栓的螺纹数量答案：B8. 螺栓的螺纹深度通常与什么有关？A. 螺栓的直径B. 螺栓的长度C. 螺栓的材质D. 螺栓的螺纹数量答案：A9. 螺栓的紧固力过大会导致什么后果？A. 螺栓断裂B. 螺栓松动C. 螺栓生锈D. 螺栓变形答案：A10. 螺栓的紧固力过小会导致什么后果？A. 螺栓断裂B. 螺栓松动C. 螺栓生锈D. 螺栓变形答案：B二、填空题（每题2分，共20分）1. 螺栓的头部通常制成______形，以便于使用工具紧固。
答案：六角2. 螺栓的螺纹部分是______形的，可以与螺母配合使用。
答案：螺旋3. 螺栓的材质通常是______，因为金属具有较高的强度和硬度。
答案：金属4. 螺栓的紧固作用主要是______两个或多个部件。
答案：连接5. 螺栓的螺纹方向通常是______旋，与螺母配合时可以紧固。
答案：右6. 螺栓的紧固通常需要使用______工具，如扳手。
答案：扳手7. 螺栓的紧固力一般由______决定，直径越大，紧固力越大。
答案：螺栓的直径8. 螺栓的螺纹深度通常与______有关，螺纹深度越大，紧固力越大。
答案：螺栓的直径9. 螺栓的紧固力过大可能会导致______，影响螺栓的使用寿命。
螺栓基础知识考试试卷
螺栓基础知识培训班组：姓名：得分：一、选择题（每题5分，共计30分）1、螺栓的主要功能：（ ABCD ）。
（多选）A、将两个以上的部件連接起来B、使水、油、气体等密封C、调整位置D、固定零件2、螺栓的特征：（ AB）。
（多选）A、以较小的力即可实现较强的固紧力B、易拆卸，可继续使用3、图中螺栓为（ A ）。
（单选）A、倒角六角螺栓B、凸缘螺栓C、带孔六角螺栓4、图中螺栓为（ D ）。
（单选）A、倒角六角螺栓B、凸缘螺栓C、带孔六角螺栓D、细齿螺栓5、M8X1.0螺栓有效横截面积（ A ）。
（单选）A、39.2B、75.8C、64.56、螺栓的主要失效模式为（ ABC）。
（多选）A、断裂B、滑牙C、变形二、填空题（每题5分，共计30分）1、关于M10×1.25螺栓尺寸，“M”表示：螺丝的种类，“10”表示标称直径，“1.25”表示间距。
2、考虑承受抗拉应力， 12.9 级的螺栓表面不允许有金相测出的白色磷聚集层，主要用于缸盖螺栓。
3、螺栓的安装方法有两种：扭力法、角度法。
4、螺栓的组装，由于螺栓上有被施加转向力（扭力），在楔形的作用下轴向会产生拉伸力（轴力）。
5、六圆角形螺栓的特征：扭力传递率高，可降低头部高度；安装工具的磨耗小。
三、简答题（）1、简述根据螺栓的轴部形状可分为哪几种？细齿螺栓、焊接螺栓、防松螺栓、密配合螺栓、标称直径螺栓、中径螺栓、伸长螺栓、轴肩螺栓。
2、简讯根据螺纹用途可以分为哪几类？紧固螺纹、传动螺纹（梯形螺纹、锯齿形螺纹）、专用螺纹、管螺纹（密封、非密封）。
螺栓联接例题
F
Fs
F
Fs f
m2
Fs
m 1
Fs：预紧力 f：摩擦系数 C： 载荷系数
： 联接旳不滑移条件
d1
1.3 4Fs
F：横向载荷
m：接合面个数
Fs fm cF
Fs
cF fm
铰制孔螺栓联接
Lmin
d0
p
F d0Lmin
p
F
d02
4
2、受轴向载荷旳紧螺栓联接
Fs F
预紧力 Fs 工作拉力 F pD 2 / 4
• ⑴试拟定该机构是否有曲柄；
• ⑵若以构件AB为原动件，判断此机构是否存在急回运动， 若存在，试画图拟定其极位夹角θ；
• ⑶旳若位以置构；件AB为原动件，试画出该机构旳最小传动角γmin
• ⑷回答：在什么情况下机构有死点位置？
• ⑸若AB、BC、CD三杆旳长度不变，取杆AD为机架，要
取得曲柄摇杆机构，lAD旳取值范围应为何值?
单个螺栓联接旳强度计算 一、松螺栓联接
F
[] d12
4
4F
F
d1
二、紧螺栓联接强度计算
特点：需要预紧
Fs
F
FS
Fs d12
T1 d13
0.5
16
4
ca 2 32 1.3
F 1.3 Fs []
d12
4
d1
1.3 4Fs
Fs 1.3系数是考虑拧紧剪应力旳影响
1、受横向载荷F旳螺栓联接
z
p 螺栓承受旳总栓联接图
d1
1.3 4F0
l
Fs l F
l Fs
b
残 余 预 紧
Fs
Fs
螺栓联接例题(2)-螺栓部分3个不错的例题
故方案b螺栓所受最大横向力：
Fb max Fb1 F1 F21 4000 276423N 316423N . .
3)两方案比较 因Famax<Fbmax，故方案比较合理
F2 F0
（2）按联接紧密性条件求所需最小预紧力
F0 F1 F1 F0 Cm F Cb C m Cm F Cb C m
F0 18502 0.2 5113 17479 N
F1 1.5 F F0 Cm F 1.5 F Cb C m Cm F 1.5 F 0.8 F 2.3F Cb C m
5）上面每个螺栓所受的总拉力F2可按式（5-18）求得 Cb F2 F0 F 6520N 0.2 2796N 7079N Cb Cm 3.确定螺栓直径 选择螺栓材料为Q235、性能等级为4.6的螺栓，由表5-8查得材料屈服极限 σs=240MPa，由表5-10查得安全系数S=1.5，故螺栓材料的许用应力为：
F0 1.5 F
F0 2.3 5113 11760N 11760N F0 17479N
例3、一块矩形钢板用4个螺栓固连在宽度为250mm的槽钢上，螺栓的布置有 （a）、（b）两种方案，如图所示。已知载荷FΣ=16000N， l=425mm， a=75mm， b=60mm。设钢板和槽钢的摩擦系数f=0.12，防滑系数Ks=1.2。试 问：若采用铰制孔螺栓，试比较哪种螺栓布置方案合理
s
ca
S 1.3F2 4 d12
240 160MPa 1.5 , F2
d12 13.8352 160
4 1.3 4 1.3
18502 N
3.求预紧力F0允许的范围
受拉螺栓联接例题
受拉螺栓联接例题例题已知汽缸工作压力p=0～0.5Mpa，工作温度<1250C，汽缸内径D2=1100mm，螺栓数目z=20，采用铜皮石棉垫。
试计算汽缸盖螺栓直径。
解一．力分析1.汽缸盖受气体最大压力：F Q=p· D22/4=0.5×3.14×11002/4=475200(N)2.单个螺栓工作载荷：F1=0F2=F Q/z=475200/20=23760(N)3.剩余预紧力：F''=1.5F2=1.5×23760=35640(N)4.螺栓最大拉力F02=F2+F''=23760+35640=59400(N)5.预紧力F'=F02-c1/(c1+c2)F=59400-0.8×23760=4039 0(N)6.螺栓拉力变化幅度：F a=(F02-F')/2=(59400-40390)/2=9505(N) 二．计算螺栓疲劳强度1.螺栓直径：初取M42，查手册d=42mm，d1=37.129mm，d2=39.07mm(取标准，也可先按静强度计算d，再校核疲劳强度)2.螺栓截面积A=πd12/4=3.14×37.1292/4=1082.17mm2 3.螺栓应力幅：σa=F a/A=9505/1082.17=8.78(Mpa)4.选材：35钢，螺栓强度级别5.6级。
σB=500Mpaσs=300Mpa5.螺栓材料疲劳极限σ-1=0.41σB=0.41×500=205Mpa6.螺栓极限应力幅ε=0.62k m=1k u=1kσ=3.45σalim=εk m k u σ-1/kσ=0.62⋅1⋅1⋅205/3.45=36.84( M pa)7.螺栓许用应力幅[s a]=3[σa]=σalim/[s a]=36.84/3=12.28(Mpa)8.校核σa=8.78(Mpa)<[σa]=12.28(Mpa)满足疲劳强度三．计算静强度1.拉应力σ=F02/πd12/4=59400/(3.14⋅37.1292/4)=54.88 (Mpa)2.许用应力：[s s]=2.5[σ]=σs/[s s]=300/2.5=120(Mpa)3.等效应力：σ ca=1.3 σ=1.3⨯54.88=71.344(M pa)4.强度校核：σ ca=71.344<[σ]=120(Mpa)满足静强度结果：M42，Z=20。
焊缝、螺栓 例题
焊缝计算【例3.1】 试验算下图所示钢板的对接焊缝强度。
图中mm t mm l 22,550==，轴心力的设计值为N =2300kN 。
钢材为Q235-B·F，手工焊，焊条E43型，焊缝质量标准三级。
【解】 由表11.1.1查得焊缝抗拉强度设计值2/175mm N f wt=，直缝连接时计算长度mm l w 54010550=-=。
焊缝正应力为：223/175/6.19322540102300mm N f mm N t l N A N w t w w =>=⨯⨯===σ，不满足要求。
改用斜对接焊缝，取截割斜度为1.5：1，即θ=56°，则焊缝长度mm l l w 6541056sin 55010sin =-︒=-=θ，故此时焊缝的正应力为：223/175/48.1322265456sin 102300sin mm N f mm N t l N w t w =<=⨯︒⨯⨯==θσ剪应力为：223/175/46.892265456cos 102300cos mm N f mm N t l N wt w =<=⨯︒⨯⨯==θτ【例3.2】某8m 跨度简支梁的截面和荷载设计值(含梁自重)如下图所示。
在距支座2.4m 处有翼缘和腹板的拼接连接，试设计其拼接的对接焊缝。
已知钢材为Q235，采用E43型焊条，手工焊，三级质量标准，施焊时采用引弧板。
图14 例11.1.2附图【解】 (1) 距支座2.4m 处的内力kN .mkN(2) 焊缝计算截面的几何特征值mm4mm3mm3mm3(3) 焊缝强度计算由表11.1查得f vb=185N/mm2，f vm=125N/mm2。
N/mm2 <f tw=185N/mm2，满足。
=27.2N/mm2 <f vw=125N/mm2，满足。
N/mm2N/mm2N/mm2<1.1f tw=1.1×185=203.5N/mm2，满足。
螺栓连接例题
I-I 截面净截面面积为 201324.1)15.2125()(cm t d n b A I n =⨯⨯-=-= II-II 截面净截面面积为22201221146.294.1]15.235.75.4)13(52[])1(2[cm t d n e a n e A II n =⨯⨯-+-+⨯=-+-+=III-III 截面净截面面积为 2098.284.1)15.2225()(cm t d n b A III IIIn =⨯⨯-=-= 三个截面的承载设计值分别为I －I 截面：kN N f A N In 68868800021510322==⨯⨯== II －II 截面：kN N f A N IIn 4.6336334002151046.292==⨯⨯== III －III 截面：因前面I －I 截面已有n 1个螺栓传走了（n 1/n ）N 的力，故有f A N nn II n =-)1(1kN N nn f A N II n 701701000)9/11(2151098.28)1(21==-⨯⨯=-=构件所能承受的最大轴心力设计值按II －II 截面kN N 4.633= 三、连接盖板所能承受的轴心力设计值（按V-V 截面确定）kNN f A N cm t d n b A vnV v n 1.6386381002151068.2968.298.02)15.2325()(220==⨯⨯===⨯⨯⨯-=-=通过比较可见，接头所能承受的最大轴心力设计值应按构件II －II 截面的承载能力取值，即kN N 4.633m ax =。
再者，若连接盖板不取2块8mm 厚钢板而去2块7mm ，即与构件等厚，则会因开孔最多其承载力最小。
9.试计算下图所示连接中C 级螺栓的强度。
已知荷载设计值F=60KN,螺栓M20,孔径21.5mm, ƒb v =130N/mm 2, ƒb c =305 N/mm 2.cm kN V N T cm e kN V cm e kN N ex ey y x ⋅=⨯+⨯=+===⨯===⨯=100818365.7485.7,36605318,486054扭矩T 作用下螺栓“1”承受的剪力在x ，y 两方向的分力：kN y x Tx N kN y x Ty N i i T y i i T x 51.155.74545100826.235.74545.71008222211222211=⨯+⨯⨯=+==⨯+⨯⨯=+=∑∑∑∑轴心力N 、剪力V 作用下每个螺栓承受的水平和竖直剪力：9436 1244811kN n V N kN n N N Vy N x ======螺栓“1”承受的合力：不满足）(8.4094.42)951.15()1226.23( )()(m in 22211211m ax kN N kN N N N N N b V y T y N x T x =>=+++=+++=7.若上题的拼接接头改用10.9级M20磨擦型高强度螺栓，接触面处理采用钢丝刷清除浮锈。
螺栓组受力分析例题
方案 A
方案 B
解：
【解题思路】 1）螺栓组受何种类型的载荷？ 2）可以转化成哪些基本的受 载形式？ 3）哪个螺栓受载最大？ 4）螺栓受载小，则方案合理 【解题过程】 T P T P
方案 A
方案 B
1）将外载 P 向螺栓组中心平移
1将外载p向螺栓组中心平移转化成横向工作载荷与旋转力矩的组合向螺栓组中心平移转化成横向工作载荷与旋转力矩的组合4spf??plt??ttttffssffssffssffssffm1ffm1ffm1ffm1ffm2ffm2ffm2ffm2rr22ffssffssffssffss由t产生的横向工作载荷
螺栓组联接受力分析例题
方案 A R1max
方案 B 3）方案比较
FS Fm1 2FS Fm1 cos
2 2
R2max FS Fm2 R1max R2max
方案 A 较合理。
方案 B Fm 2
T 4r2
式中：
r1 a 2 1 Fm2
T
Fm1 FS Fm1 FS FS Fm1 FS
α
Fm1 R1max Fm2
T
Fm2
FS
r2
Fm2
FS Fm2 FS FS
R2max
方案 B 方案 A 由图可知，方案 A 右侧螺栓所受两力的夹角α 最小，故合力最大； 方案 B 中，也是右边螺栓受载最大。 合成后的最大横向工作载荷：
转化成横向工作载荷与旋转力矩的组合 2）单个螺栓的受载分析 由 P 产生的横向工作载荷：
T PL
P FS 4
T
Fm1 FS Fm1 FS FS Fm1 FS Fm1 Fm2
螺纹连接例题与测试题
[例2] 有一轴承托架用4个普通螺栓固连于钢立柱上，托架材料为HT150，许用挤压应力[σ]P=60MPa，螺栓材料强度级别6.8级，许用安全系数[s]=4，接合面间摩擦系数f=0.15，可靠性系数K S=1.2，螺栓相对刚度2.0211=+CCC，载荷P=6000N，尺寸如例图2.5所示，设计此螺栓组连接。
[解]1．螺栓组受力分析如例图2．5所示，载荷p可分解为：横向载荷P y=Pcos30°=6000cos30°=5196 N (铅垂向下) 轴向载荷P x=Psin30°= 6000sin30°= 3000 N (水平向右) 倾覆力矩M = P x×180+ P y×420=3000×180+5196×420= 2.722×610N·mm显然该螺栓组连接受横向载荷P y、轴向载荷P x和倾覆力矩M三种简单载荷的共同作用。
(1)确定受力最大螺栓的轴向工作载荷。
首先确定在轴向载荷P x作用下，每个螺栓受到的轴向工作载荷N PF xP750 430004= ==然后确定在倾覆力矩M的作用下，每个螺栓受到的轴向工作载荷由公式（11-33）P273为显然，上部螺栓受力最大，其轴向工作载荷为F=F P+F M=750+3240=3990 N(2)确定螺栓的预紧力F’。
①由托架不下滑条件计算预紧力F’，该螺栓组连接预紧后，受轴向载荷P x作用时，其接合面间压紧力为剩余预紧力F”，而受倾覆力矩M作用时，其接合面上部压紧力减小，下部压紧力增大，故M对接合面间压紧力的影响可以不考虑。
固此，托架不下滑的条件式为式中 P y ——横向载荷，P y =5196N ；F P ——螺栓所受的由P x 引起的轴向工作载荷，F P =750N ；f ——接合面问摩擦系数，f=0.15；K s ——可靠性系数， K s =1.2；②由接合面不分离条件公式(11-35)p273计算预紧力F ’。
螺栓连接例题解析
• 解：1、单个螺栓所承受的工作拉力
D2 p 4002 0.6
F 4 4
4712.39N
Z
16
• 2、单个螺栓所承受的残余预紧力
F1 1.6F 1.6 4712 .39 7539 .82 N
• F=FQ/z=5400/6=900N=Fmax
• 2）在横向载荷FR的作用下连接结合面可能产 生滑移，由于轴向载荷FQ的作用，结合面间 的压紧力为残余预紧力F1，故有
• 根据结合面不滑移条件：
FQ
• zfF1≥KsFR
F1
KsFR zf
1.25000 5000N 6 0.2
FR
O
FQ
3）计算螺栓的总拉力F2
2 1
σ
4 1.3
36120N
2、求该连接允许传递的载荷 F
由公式： fF0 zi KsFΣ
得：
FΣ
fF0 zi Ks
24080N
• 气缸盖的螺栓连接。已知气缸的直径D＝ 400mm，气缸内气体的压强 p 在0 ~ 0.6MPa
• 的范围内循环变化，采用16个M22的螺 栓（d1＝19.294mm），其残余预紧力，
F 2
F
F 2
图示螺栓连接中采用两个M20的普通螺栓连接，
其小径
, 许用d拉1 应力17.294mm
，被
连接件σ接 2合00面M间Pa的摩擦系数
,防滑系
数 f 0.2 荷。
，试K计s 算 该1.2连接允许传递的载
FΣ
解：1、求单个螺栓所受的预紧力 F0
1.
由公式：
高强度螺栓计算-例题
例1：图示一围焊缝连接，已知
，，，
，
，，，,
，试验算该连接是否安全。
解：将F移向焊缝形心O，三面围焊缝受力：
在计算焊缝的面积和其极惯性矩时，近似取l
1和l
2
为其计算长度，即既不
考虑焊缝的实际长度稍大于l
1和l
2
，也不扣除水平焊缝的两端缺陷10mm。
焊缝截面面积：
在N力作用下，焊缝各点受力均匀；在T作用下，水平焊缝右边两个端点产生的应力最大，但在右上端点其应力的水平分量与N力产生的同方向，因而该焊缝在外力F作用下，该点最危险。
由N在水平焊缝右上端点产生的应力为：
由扭矩T在该点产生的应力的水平分量为：
由T在该点产生的应力的垂直分量为：
代入强度条件：
该连接安全。
例2：计算图示角焊缝连接中的h。
已知连接承受动荷载，钢材为Q235BF，
f
焊条为E43型，
，，图中尺寸单位为：
mm。
解：将外力F
1，F
2
移向焊缝形心O，得
N在焊缝中产生均匀分布的
：
V在焊缝中产生均匀分布的
：
连接承受动力荷载，
，则
解得h
5.82mm
f≥
取h
f = 6mm
构造要求：
，满足要求。
螺栓预紧力计算例题
螺栓预紧力计算例题
问题描述：在某个机械设备中，需要使用螺栓将两个部件连接在一起。
已知螺栓的材料为碳钢，直径为10mm，材料的屈服强度为350MPa，螺栓长100mm。
设预紧力为F0，摩擦系数为0.15，计算预紧力的大小。
解决方案：
Step 1: 计算螺栓的截面面积
螺栓的直径为10mm，由于圆的面积公式为A = πr^2，所以螺栓截面的面积A为：
A = π × (5mm)^2
= 78.54mm^2
Step 2: 计算摩擦力
螺栓均匀摩擦系数μ为0.15，摩擦力Ff为：
Ff = μ × F0
Step 3：计算螺栓材料的抗拉强度
螺栓的材料为碳钢，抗拉强度为350MPa，抗拉强度Ft为：
Ft = A × σ
其中，σ为碳钢的抗拉强度，σ = 350 × 10^6 Pa
Step 4: 利用螺栓预紧力公式计算预紧力
根据螺栓预紧力公式F0 = Ft - Ff ，将Step 3和Step 2的结果代入计算：
F0 = A × σ - μ × F0
= 78.54mm^2 × 350 × 10^6 Pa - 0.15 × F0
= 27439789.24 - 0.15 × F0
将式中的F0整理，得到：
1.15 × F0 = 27439789.24
F0 = 27439789.24 / 1.15
≈ 23.874 × 10^6 N
所以，螺栓的预紧力大约为23.874N。
钢结构螺栓连接计算例题
290
225
190
155
100
10.9
280
230
175
150
125
80
8.8
M30
M27
M24
M22
M20
M16
螺 栓 公 称 直 径（mm）
螺栓的性能 等 级
一个高强螺栓设计预拉力P值（kN）
表3-10
4、高强度螺栓摩擦面抗滑移系数
连接板接触面之间摩擦力的大小与摩擦系数有关，称为抗滑移系数，与表面处理方式有关。
图示连接受偏拉及剪力作用，由于没有支托板，剪力由螺栓本身承担即要承担拉力，同时要承担剪力，即螺栓受剪和拉。
或
对于螺栓受拉剪同时作用的承载能力，按实验结果可用相关关系计算：
或者，螺栓的破坏是拉和剪共同作用下的破坏。另外螺栓的对孔壁的挤压破坏同时可能出现。
解： （1）承托承受全部剪力
先计算单个螺栓所能承受的拉力设计值。
查p276附表8和p249附表1-3：Ae=245mm2，ftb=170N/mm2
V
e
4×100
50
50
1
5
180
M
N1
N2
N3
N5
N4
y1
y2
y3
y4
这时，螺栓群只承受剪力所产生的弯矩 M=Ve=250×0.14=35kNm。 这时应当按螺栓的抵抗弯矩绕最下边一排螺栓转动。设螺栓为M20,螺栓为5排2列，共10个。
在式中各个系数的含义：使螺栓中的拉应力接近于所用材料的屈服点（f0.2）,考虑材料不均匀系数0.9、超张拉系数0.9和剪应力（拧螺母时产生）引起的承载力降低系数1.2,按5kN的模数，予拉力计算列表