螺栓連接件等效壓縮剛度計算方法研究.pdf

1、螺栓連接是一種可拆卸的固定連接，除了具有結(jié)構(gòu)簡單、連接可靠、裝拆方便、類型多樣、利于檢修等優(yōu)點以外，還具有良好的受力性能以及抗震能力。但由于螺栓工作環(huán)境復(fù)雜，承受多種外部載荷，對螺栓的設(shè)計和校核過程中應(yīng)充分考慮安全問題，以達到使用強度和功能要求。本論文對國內(nèi)外螺栓計算方法和標準進行了對比分析，了解到螺栓連接的計算集中在對螺栓的裝配應(yīng)力、工作應(yīng)力、疲勞交變應(yīng)力、被連接件表面壓力、防止打滑驗證、剪切應(yīng)力、緊固力矩等強度和功能要求。然而對于螺

2、栓連接計算來說最重要的就是對外部載荷的分配比率進行計算，而對于外部載荷分配比率的計算主要在于對螺栓和被連接件的等效剛度的計算，其準確程度直接影響著螺栓連接計算結(jié)果。
　　論文以圓盤形被連接件為研究對象，分析了其在不同外界尺寸下的等效壓縮變形體的簡化形狀（錐體、錐體加柱體、柱體）。同時，基于被連接件垂直于螺栓軸的橫截面壓應(yīng)力均勻分布和壓應(yīng)力非均勻分布推導(dǎo)了空心圓錐體和空心圓柱體的等效壓縮剛度計算公式。進而以M12螺栓連接為仿真對象，

3、選擇了大量不同被連接件尺寸，在這些尺寸下，被連接件的等效壓縮變形體包含了可能出現(xiàn)的各種形狀，進而對其進行有限元仿真分析計算，得到其軸向壓縮剛度的仿真計算結(jié)果，在與基于壓應(yīng)力均勻分布和基于壓應(yīng)力非均勻分布推導(dǎo)的理論公式計算的理論值進行對比分析。最后，基于VB軟件，編譯了螺栓計算程序，通過輸入螺栓和被連接件參數(shù)，以及外部載荷與其他計算參數(shù)便可對螺栓進行全面計算校核。
　　分析表明當(dāng)被連接件的等效壓縮變形體只包含空心圓錐體時，當(dāng)被連接件

4、的夾緊厚度較小時，采用壓應(yīng)力非均勻分布計算的結(jié)果和有限元計算的結(jié)果誤差小于5％，但是當(dāng)夾緊厚度較大時，其誤差也會超過10％。當(dāng)被連接件的等效壓縮體包含空心圓錐體加上空心圓柱體，此時基于壓應(yīng)力均勻分布和壓應(yīng)力非均勻分布計算的結(jié)果相差超過了5％，但是基于壓應(yīng)力非均勻分布計算的結(jié)果與有限元計算結(jié)果更接近。當(dāng)被連接件的等效壓縮體只包含空心圓柱體。此時無論被連接件同材料或不同材料，基于壓應(yīng)力均勻分布和壓應(yīng)力非均勻分布計算的結(jié)果都與有限元計算的結(jié)果