1、實驗一 受軸向載荷螺栓聯(lián)接的靜態(tài)特性螺栓聯(lián)接是廣泛應(yīng)用于各種機械設(shè)備中的一種重要聯(lián)接形式，受預(yù)緊力和軸向工作載荷 的螺栓聯(lián)接中，最常見的應(yīng)用實例是氣缸蓋與氣缸體的聯(lián)接，如圖1-1所示。螺栓受到的總 拉力F0除了與預(yù)緊力F和工作載荷F有關(guān)外，還受到螺栓剛度C1和C2被聯(lián)接件剛度等因 素的影響。圖6-2為一螺栓和被聯(lián)接件的受力與變形示意圖。圖1-1氣缸蓋與氣缸體的聯(lián)接圖1-2螺栓和被聯(lián)接件受力、變形情況（a）螺母未擰緊（b）螺母已擰緊（c）螺栓承受工作載荷圖1-2（a）所示為螺栓剛好擰好到與被聯(lián)接件相接觸的的狀態(tài)，此時螺栓和被聯(lián)接件均未 受力，因此無變形發(fā)生。圖1-2（b）所示為螺母已擰緊，但聯(lián)接

2、未受工作載荷的狀態(tài)，此時螺栓受預(yù)緊力Ff的拉 伸作用，其伸長量為51 ；而被聯(lián)接件則在力F的作用下被壓縮，其壓縮量為8 2。圖1-2（c）所示為聯(lián)接承受工作載荷F時的情況，此時螺栓所受的拉力由F增大至F（螺 栓的總拉力），螺栓的伸長量由51增大至51 +A81 ；與此同時，被聯(lián)接件則因螺栓伸長而被 放松，其壓縮變形減少了 A，減小到5（ 55 A，5為剩余變形量）；被聯(lián)接222222件的壓力由F減少至F”（剩余預(yù)緊力）。根據(jù)聯(lián)結(jié)的變形協(xié)調(diào)條件，壓縮變形的減少量A5 2 應(yīng)等于螺栓拉伸變形的增加量A51，即A81 = A8 2。一、實驗?zāi)康谋緦嶒炌ㄟ^計算和測量螺栓受力情況及靜動態(tài)特性參數(shù)達到以下

3、目的：了解螺栓聯(lián)接在擰緊過程中各部分的受力情況；計算螺栓相對剛度并繪制螺栓連接的受力變形圖；驗證受軸向工作載荷時，預(yù)緊螺栓聯(lián)接的變形規(guī)律，及對螺栓總拉力的影響；通過螺栓的動載實驗，改變螺栓聯(lián)接的相對剛度，觀察螺栓動應(yīng)力幅值的變化，以 驗證提高螺栓聯(lián)接強度的各項措施。二、實驗設(shè)備及工作原理單螺栓連接實驗臺（如圖1-3所示）圖1-3單螺栓連接實驗臺結(jié)構(gòu)1-電機2-箱體3-螺栓扭矩測點4-八角環(huán)5-螺栓拉力6-上板7-千分表（被聯(lián)接件）8-千分表（螺栓）9-螺栓、螺母、墊片10-八角環(huán)壓力測點11-錐塞12-挺桿13-挺桿壓力測點14-下板15-實心扳手16-手輪1）聯(lián)接部分包括M16空心螺栓、大螺

4、母和墊片組組成?？招穆菟ㄙN有側(cè)拉力和扭矩的 兩組應(yīng)變片，分別測量螺栓在擰緊時所受預(yù)緊拉力和扭矩?？招穆菟ǖ膬?nèi)孔中裝有雙頭螺柱， 擰緊或松開其上的小螺母即可改變空心螺栓的實際受載界面積，以達到改變聯(lián)接件剛度的目 的。2）被聯(lián)接件部分有上板、下板和八角環(huán)組成，八角環(huán)上貼有應(yīng)變片組，測量被聯(lián)接件 受力的大小，中部有錐形孔，插入或拔出錐塞即可改變八角環(huán)的受力，以改變被聯(lián)接件系統(tǒng) 的剛度。3）加載部分由蝸輪、蝸桿、挺桿和彈簧組成，挺桿上貼有應(yīng)變片，用以測量所加工作 載荷和大小，蝸桿一端與電機相聯(lián)，另一端裝有手輪，啟動電機或轉(zhuǎn)動手輪使挺桿上升或下 降，以達到加載、卸載（改變工作載荷）的目的。2. YJ-2

5、5靜態(tài)電阻應(yīng)變儀實驗臺各被測件的應(yīng)變量用電阻應(yīng)變儀測量，通過標定或計算機可換算出各部分的大 小。應(yīng)變儀采用了包含測量橋和讀數(shù)橋的雙橋結(jié)構(gòu)。各測點均采用箔式電阻應(yīng)變片，其阻值 為120 ，靈敏系數(shù)k=2.20。三、實驗方法及步驟捋線，順各測點連線找到應(yīng)變儀上對應(yīng)點，并轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換開關(guān)至相應(yīng)測點，用螺絲刀 調(diào)節(jié)電阻平衡電位器，使各測點的應(yīng)變顯示數(shù)字為零。取出八角環(huán)上兩錐塞，轉(zhuǎn)動手輪（單方向），使挺桿降下，處于卸載位置，手擰大螺 母至剛好與墊片組接觸，（預(yù)緊初始值）螺栓不能有松動的感覺。千分表調(diào)零，并保證千分 表長指針有一圈的壓縮量。用測力扳手預(yù)緊大螺母，當扳手力矩為30Nm時，達到預(yù)緊力。此時轉(zhuǎn)動靜態(tài)

6、應(yīng)變 儀的轉(zhuǎn)換開關(guān)，測量各測點的應(yīng)變值和千分表讀數(shù)，記錄數(shù)據(jù)、計算。轉(zhuǎn)動手輪（單方向），使挺桿上升10mm的高度，再次測量各測點的應(yīng)變值和千分表 讀數(shù)，記錄數(shù)據(jù)。根據(jù)千分表的讀數(shù)求出螺栓的變形變化量A51和被聯(lián)接件的變形變化量翌2，用八角 環(huán)的應(yīng)變量求剩余預(yù)緊力Qp,由挺桿應(yīng)變值求出工作載荷F，由螺栓應(yīng)變值求出之總拉力Q， 并繪制在變形圖上，用以驗證螺栓受軸向載荷作用時符合變形協(xié)調(diào)規(guī)律，以及驗證螺栓上總 拉力Q與剩余預(yù)緊力Q；和工作載荷F之間的關(guān)系。四、已知條件和計算公式螺栓參數(shù)：d = M16 q =14.27螺紋副摩擦力矩：“ =Qp d tan（X+甲,）式中：X = tan-1= 2.254 中 =tan-1 0.152扳手力矩：T r 0.2Qpd螺栓相對剛度：八q + C 2式中：q螺栓剛度C1pgC2被聯(lián)接件剛度C2 = ps-1,-28測應(yīng)變值與力的換算：F測卜一口實驗報告實驗名稱：姓名：班級：學號：一、實驗?zāi)康亩?、實驗設(shè)備三、實驗數(shù)據(jù)項目測點螺栓（拉）螺栓（扭）八角環(huán)（壓）挺桿（壓）標定系數(shù)|一標0.1857.93-0.61-1.03應(yīng)變值加載前加載后桿力加載前QPQPN加載后QQ Q PF千分表加載前5 152讀數(shù)5加載后5，5，_2F四、計算螺栓相對剛度五、繪制螺栓連接