3.4 螺栓的强度计算
想一想:
1.生活中,你见过的螺栓直径有多大?有什么作用?它的强度够不够呢?
一、 普通螺栓联接的强度计算
1.松螺栓联接
强度条件为:
设计公式:
式中
——螺纹小径,mm
F——螺栓承受的轴向工作载荷,N
[σ]——松螺栓联接的许用应力,
N/
, 许用应力及安全系数,查表
2.紧螺栓联接
紧螺栓联接有预紧力F′,按所受工作载荷的方向分为两种情况:
(1)受横向工作载荷的紧螺栓联接
剪切强度条件:
挤压强度条件:
(2)受轴向工作载荷的紧螺栓联接
现实生活中,螺栓所受外载荷与螺栓轴线平行的情况很多,如左图所示的汽缸盖螺栓联接,即为承受轴向外载荷的联接。右图其受力分析图,在工作载荷作用前,螺栓只受预紧力
,接合面受压力
;工作时,在轴向工作载荷
作用下,接合面有分离趋势,该处压力由
减为
,称为残余预紧力,
同时也作用于螺栓,因此,螺栓所受总拉力
应为轴向工作载荷
与残余预紧力
之和,即:
=
+
.
压力容器端盖螺栓联接图
受轴向载荷的普通螺栓联接工作载荷作用前后受力图
所以螺栓的强度校核与设计计算式分别为:
,
注意:当轴向工作载荷在0~F之间变化时,螺栓所受的总拉力将在
~
之间变化。对于受轴向变载荷螺栓的粗略计算可按总拉力
进行,其强度条件仍为上式。
(3)螺栓与被联接件的受力与变形关系
螺栓与被联接件的受力与变形示意图
二、受剪螺栓联接的强度计算
受力特点:螺栓受载前后不需预紧,横向载荷靠螺栓杆与螺栓孔壁之间的相互挤压传递。
剪切强度条件:
挤压强度条件:
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