螺栓组受力分析的三个假定,螺栓群受扭计算公式推导

首页 > 实用技巧 > 作者:YD1662024-01-09 05:54:00

解:已知螺栓材料为Q235,其材质为碳素结构钢,"Q"为屈服强度的字母缩写,故σs=235MPa,安全系数S=1.2--1.7,取安全系数S=1.4。则许用应力[σ]=σs/S=235/1.4=167.86MPa,又已知F=50KN=50000N

依据公式

螺栓组受力分析的三个假定,螺栓群受扭计算公式推导(5)

可得d1≥19.47mm,查手册后选择M24螺栓。(注意d1为小径)

例题2、某气缸的蒸汽压强p=1.5MPa,气缸内径D=200mm。气缸与气缸盖采用螺栓连接(如下图),螺栓分布圆直径D0=300mm。为保证紧密性要求,螺栓间距不得大于80mm,试设计此气缸盖的螺栓组连接。

螺栓组受力分析的三个假定,螺栓群受扭计算公式推导(6)

解:1、确定工作载荷F。

由F=pS=pπD*D/4得F=1.5x3.1415x200x200/4=47124N

2、确定螺栓个数z。

由螺栓间距不得大于80mm得t=πD0/z≤80,则z≥11.78,取z=12。

3、确定单个螺栓工作载荷f。

由f=F/z=47124/12=3927N。

4、确定单个螺栓总拉力F∑。

由F∑=f F'(F'为残余预紧力,对于压力容器、气缸等有紧密性要求的螺栓连接可取F'=(1.5-1.8)f)取F'=1.8f得F∑=f 1.8f=2.8f=2.8*3927=10995.6N。

5、确定螺栓的公称直径d。

取螺栓机械性能等级为4.8级,其抗拉强度为400MPa,其屈服强度为320MPa。假定螺栓公称直径d=16mm。不控制预紧力紧螺栓安全系数取S=3,则许用应力[σ]=σs/S=320/3=106.67MPa。紧螺栓连接由公式

螺栓组受力分析的三个假定,螺栓群受扭计算公式推导(7)

(FS为单个螺栓总拉力F∑)

得d1≥13.1mm,查手册可知M16螺栓满足性能要求。

由例题2可知螺栓组的连接设计时,首先要确定螺栓组的连接结构,即选定螺栓的数目和布置形式、确定螺栓连接的结构尺寸等。在确定螺栓尺寸时,对于不重要的连接或有成熟实例的连接,可以采用类比法。但对于主要的连接,则就根据连接的结构和受力情况,找出受力最大的螺栓及其所受的载荷,然后应用单个螺栓连接的强度计算方法进行螺栓的设计或校核。

特别提出螺栓组受力分析时做了如下假设。第一、螺栓组内的各个螺栓受到的预紧力都一样;第二、螺栓组中心与连接面形心重合;第三、受载后连接接合面仍保持为平面;第四、螺栓的变形在弹性范围内;第五、被连接件为刚体。

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