螺纹联接的强度计算

•§5-5螺纹联接的强度计算失效分析普通螺栓：螺纹部分被拉断或塑性变形。设计准则：保证静强度或疲劳拉伸强度。铰制孔用螺栓：螺栓杆和孔壁的贴合面出现压溃或螺栓杆剪断。设计准则：保证螺栓的挤压强度和剪切强度。计算步骤：受力分析，计算（或校核），查手册确定其他尺寸一、松螺栓联接强度计算1.受载荷形式——轴向拉伸（工作拉力F）2.失效形式——螺栓拉断（静、疲劳）3.设计准则——保证螺栓拉伸强度4.强度条件：σ≤[σ]5.危险截面应力计算：6.螺栓材料及许用应力——（§5-7）7.安全系数——（§5-7）8.设计计算方法：查手册，求d214dF][41Fd二、紧螺栓联接强度计算•1、仅受预紧力作用的紧螺栓联接螺栓处于拉伸和扭转的复合应力作用下应力合成：强度条件设计公式拉伸应力：扭转剪应力：近似处理4/210dF16/)(231201dtgdFWTvT5.03.1)5.0(332222ca][43.14/3.1210210dFdFca][43.101Fd0F0F•结论：在拧紧时受拉伸、扭转的联合作用，在计算时，只按拉伸强度计算，并将计算结果重大30%来考虑扭转的影响。普通螺栓承受横向载荷F的作用0F0FFF失效形式：被联接件的接合面发生滑移。外载荷由接合面间产生的摩擦力来承担FKfnFs0nfFKFS0拉伸强度：不滑移条件：如：n=1，Ks=1，f=0.2，F0≥5F预紧力增大，将使螺栓的结构尺寸增加，此外，可能产生疲劳破坏。为避免该缺陷，可以采用抗剪零件。][4/3.1210dFca•2、承受预紧力和工作拉力的紧螺栓联接强度计算0F0F0F0F0F0F0F0F0F0F0F1F1F1F1F1F1F1F1F12FFF2F2F有密封要求：一般要求：工作载荷稳定不稳定动载荷地脚螺栓：FF)8.1~5.1(1FF)0.1~6.0(1FF)6.0~2.0(1FF1•力变形（螺栓）θbbθmm（垫片）力变形0F0F力变形（螺栓）θbbθmm（垫片）力变形力（螺栓）θbbθmm（垫片）力0F0F0F力（螺栓）θbbmm（垫片）力θbbCFmmCF)(mbmbmbCCCCFFFmbCCFmbbbCCCFFmbmmCCCFF0F1F2FFbbbCFtan0mmmCFtan0•mbbCCC螺栓的相对刚度：][43.1212dFca螺栓拉伸强度条件：][3.1421Fd设计公式：mbbCCCFFF02FFF12FCCCFFFFmbmm110疲劳强度精确校核F~020~FF4/212maxdF212102minmax242dFCCCdFFmbbaSKKSatcca)2)(()(2minmin14/210mindF联接所受的工作载荷：螺栓所受的力：应力幅•最大应力计算安全系数•3、承受工作剪力的紧螺栓联接][min0PpLdF挤压强度条件：][420dF剪切强度条件：0min25.1dL§5-6螺栓组联接的设计一、螺栓组联接的结构设计1、为便于加工制造、对称布置螺栓，同时接合面受力均匀，被联接件（接合面）形状应简单对称。（轴对称等）2、.根据载荷的类型合理布置螺栓位置（各螺栓受力合理）3、布置螺栓应留有合理的间距、边距。4、分布在同一圆周上的螺栓数量应为偶数，同组螺的直径、长度、材料应相同。5、避免螺栓偏心承载（附加的弯曲载荷）。6、防松措施。二、螺栓组的受力分析•假设：所有螺栓的材料、直径、长度、预紧力均相等；螺栓组的对称中心与联接接合面的几何形心重合；受载后联接接合面仍保持为平面。zFF（一）、受横向载荷的螺栓组联接1、受横向载荷的配合螺栓每个螺栓所受的横向工作剪力F][min0PpLdF][420dF2、受横向载荷的普通螺栓组联接FKzifFs0fziFKFs0平衡条件：][43.1210dFca二、受扭矩作用的螺栓组联接•1、受扭矩作用的普通螺栓组联接TKrfFrfFrfFsizi102010力矩平衡条件：ziisrfTKF10所需预紧力：][43.1210dFca0fF0fF（2）受扭矩的铰制孔用螺栓组联接maxmaxrrFFiiziiiziiiziirrFrrrFrFT12maxmax1maxmax1maxmaxrFrFiiziirTrF12maxmax力矩平衡条件：受力最大的螺栓所受的工作剪力：][min0maxPpLdF][420maxdF三、受轴向载荷的螺栓组联接•zFF作载荷：每个螺栓所受的轴向工螺栓所受的总载荷：mbbCCCFFF02FFF12][43.1212dFca强度条件：