1、1,Chapter 6,Updated 9/12/2007, Richard,螺栓聯(lián)接作業(yè),第一題 圖為一鑄鐵吊架，用2個(gè)螺栓緊固在混凝土梁上。吊架受外載荷 Q=6000 N，載荷作用位置及其聯(lián)接按各部分尺寸如圖所示。,1.試分析此螺栓聯(lián)接可能出現(xiàn)的失效形式； 2.設(shè)計(jì)螺栓大徑d 注：所采用螺栓的材料為25號(hào)鋼，其性能級(jí)別為5.6級(jí)，擰緊螺母時(shí)不控制預(yù)緊力，相對(duì)剛度系數(shù) C1/( C1 + C2) = 0.4；混凝土許用擠壓應(yīng)力p=(12.5)Mpa。,一、受力分析：將外力向螺栓組的幾何中心簡(jiǎn)化 軸向力 Q = 6000 N 彎 矩 M = QL=6000350=2.1106 Nmm,二、失效

2、形式：在上述外載荷的作用下，可能出現(xiàn)的失效形式：,1. 右側(cè)螺栓被栓斷 - 不 斷條件：,2.右側(cè)接合面在 Q 和 M 作用下可能出現(xiàn)間隙 -不松條件：,3.左側(cè)接合面在 Q 和 M 作用下可能會(huì)被壓碎 -不碎條件：,三、求螺栓直徑 需求出螺栓上的總拉力F0，為此應(yīng)先求出螺栓上的工作載荷 F 和預(yù)緊力 F ， F 由不松條件和不斷條件確定。,截面面積 A=200600 - 200200 = 8104 mm2,由不松條件求得的F ：,由不碎條件求得的F ：,可知F 在 10240, 35760 范圍內(nèi)取值時(shí)，可以同時(shí)保證接合面不松與不碎的條件。 取上述范圍的中間值：F = 23000 N,以下求

3、在該預(yù)緊力F 和受力最大螺栓上的工作載荷共同作用下，螺栓的強(qiáng)度條件。,受力最大的螺栓上的總拉力為：,求螺栓的許用應(yīng)力：假設(shè)螺栓直徑介于M16 M30，查表得 Ss = 4 2.5，取Ss = 3.5，則：,所以，螺栓的計(jì)算直徑為：,可知其大徑在M16 M30范圍內(nèi)，故上述假設(shè)有效。,本題總結(jié)：略,第二題 圖示(甲圖)一托架由4個(gè)螺栓固定在立柱上，載荷P=3000N，L=400mm，螺栓的相對(duì)剛度系數(shù)C1/( C1 + C2) = 0.4；結(jié)合面的摩擦系數(shù)s=0.2，聯(lián)接可靠性系數(shù) Kf=1.2。,若甲圖聯(lián)接中采用鉸制孔用螺栓，求螺栓桿直徑d (螺栓剪切面數(shù)m=1，許用剪切應(yīng)力=130 Mpa，

4、不考慮擠壓強(qiáng)度。） 若甲圖聯(lián)接形式中改用普通螺栓聯(lián)接，計(jì)算螺栓小徑d1(螺栓的許用拉應(yīng)力=200 MPa ) 3. 若乙圖聯(lián)接形式中采用普通螺栓聯(lián)接，計(jì)算螺栓小徑dl (螺栓的許用拉應(yīng)力=200 Mpa )。,甲圖采用鉸制孔用螺栓聯(lián)接（不考慮擠壓）時(shí),一、力的簡(jiǎn)化： 橫向力 R=3000 N 轉(zhuǎn) 矩 T=RL=3000400=12106 Nmm 二、單個(gè)螺栓受力：,螺栓 3 受力最大：,三、計(jì)算螺栓直徑（不考慮擠壓強(qiáng)度）：,查手冊(cè)GB/T2788：該鉸制孔螺栓為M6,2. 甲圖采用普通螺栓聯(lián)接時(shí),橫向力無變化 受力最大螺栓 FSmax= 3226 N,一、求預(yù)緊力F S F z m kf Fsmax Z =1 m=1 S=0.2 kf =1.2 =200Mpa,M16 P=2mm， H=0.866P=0.86622=1.732 d1=dc+H/6=12.66+1.732/6=12.949 mm M16 d1=13.835 故取M16,3. 乙圖采用普通螺栓聯(lián)接時(shí),結(jié)構(gòu)形式發(fā)生變化 一、受力分析：,橫向力 P = 3000 N 彎 矩 M = P L = 3000 400 = 1.2 106 Nmm,二、失效形式：,1.上側(cè)螺栓不被拉斷 不斷條件,2.結(jié)合面上邊緣縫隙 不松條件,3.結(jié)合面下邊緣壓碎 不碎條件,4.結(jié)合面垂直向下滑 不滑條件