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1、受翻转力矩作用的螺栓组连接实验受翻转力矩作用的螺栓组连接实验技术总结报告书技术总结报告书 团队名称：团队名称：团队成员：团队成员：指导老师：指导老师： 2014 年年 6 月月 14 日日摘要摘要螺栓连接是设备安装中最普遍的一种连接方式，螺栓连接是否符合设计要求，对整个设备的运行可靠性和安全性有很大的影响。本论文主要研究验证螺栓组连接受力分析理论，测定受翻转力矩的螺栓组连接中螺栓的受力分析，确定翻转轴线位置。为了保证螺栓连接的可靠性，除了螺栓螺母本身的质量要求外，装配时螺栓预紧力的控制也起到关键性的作用。给螺栓连接施加合适的预紧力可以增强连接的刚性、紧密性、防松能力，避免螺栓在受横向载荷时的窜
2、动。预紧力偏低在连接中不能起到紧固的作用，若预紧力太大则会使螺栓产生塑性变形而失去弹性,一样失去紧固的作用。本论文另外一个内容是确定螺栓预紧的最佳顺序，利用实验研究找出最佳预紧顺序。利用有限元分析软件 建立了螺栓连接的有限元模型，采用了预紧力单元法，分析了不同载荷条件下螺栓结构的轴向变形图和轴向应力图，并将有限元分析结果与理论分析进行对比，以验证螺栓组连接受力情况，为分析复杂结构中螺栓连接结构的简化提供了理论依据。关键词关键词: 螺栓连接 预紧力 有限元分析目录目录1. 绪论.11.1 背景意义.11.2 现状分析.12. 主要工作内容.42.1 理论分析.42.1.1 求系统自重 G0 .4
3、2.1.2 螺栓的应力应变公式.72.1.3 不失效的条件.82.2 编程计算.92.3 有限元分析.112.3.1 导入创建几何体.112.3.2 添加材料信息.122.3.3 设置接触关系.122.3.4 划分网格.132.3.5 施加载荷与约束.142.3.6 求解.152.4 实验过程.152.4.1 实验目的.152.4.2 实验方法及步骤.152.4.3 主要技术参数.162.4.4 实验设备及工具.162.4.5 实验数据及分析.163. 实验台的不足之处及改进措施.234. 成果.245. 心得体会.24致谢.25参考文献.25附录.2601.绪论绪论1.1 背景意义背景意义螺
4、栓连接是将两个以上的钢结构零部件或构件用螺栓连接成为一体的连接方法，是构件安装和结构安装中最简便的连接方式。螺栓连接是否符合设计要求，对整个设备的运行可靠性和安全性有很大的影响。为了保证螺栓连接的可靠性，除了螺栓螺母本身的质量要求外，装配时螺栓预紧力的控制也起到关键性的作用。给螺栓连接施加合适的预紧力可以增强连接的刚性、紧密性、防松能力,避免螺栓在受横向载荷时的窜动。预紧力偏低在连接中不能起到紧固的作用,若预紧力太大则会使螺栓产生塑性变形而失去弹性，同样失去紧固的作用。所以，在装配时准确地控制螺栓的预紧力显得尤为重要。螺栓组中众多螺栓的加载顺序不完全以一样，这可能对螺栓的预紧力产生影响，继而在
5、后面加载的过程中也会产生影响，加载顺序对螺栓失效也会产生影响。本次实验对螺栓预紧顺序进行研究，确定其对预紧力是否有影响。 1.2 现状分析现状分析目前，实验室有三种实验台： （1） 立式螺栓组实验台图 1 立式螺栓组实验台1（2） 卧式螺栓组连接实验台图 2 卧式螺栓组连接实验台（3） 小型内置式螺栓组实验台图 3 小型内置式螺栓组实验台实验所用的是多功能螺栓组连接实验台，其结构简图如下：2图 4 螺栓组实验台结构简图1-托架 2-机架 3-螺栓 4-电阻应变片 5-第一杠杆 6-第二杠杆 7-砝码被连接件机座和托架 1 被双排共 12 个螺栓 3 连接，连接面间加入垫片，砝码 7 的重力通过
6、双级杠杆加载系统增力作用到托架 1 上，托架受到翻转力矩的作用，螺栓组连接受横向载荷和翻转力矩联合作用，各个螺栓所受轴向力不同，它们的轴向变形也就不同。在各个螺栓上贴有电阻应变片，可在螺栓中段测试部位的任一侧贴一片，或在对称的两侧各贴一片，如图 5 所示，各个螺栓的受力可通过贴在其上的电阻应变片的变形，用电阻应变仪测得。图 5 螺栓安装及贴片图3螺栓预紧在很大程度上可提高螺栓连接的初始刚度和载荷承载力，对于结构设计者来说，充分了解预紧力对螺栓连接的载荷承受能力非常重要。螺栓预紧力的引入，可以明显提高节点的抗滑移能力，降低极限螺栓弯曲角。螺栓预紧力分析：由图 6 可知:图 6 螺栓预紧力分析ta
7、n tanbbbmmbmCCFFFFFCCC 2.2. 主要工作内容主要工作内容2.12.1 理论分析理论分析通过对实验台进行测绘，并结合参考书以及请教实验老师，我们对实验台中的12根螺栓进行了理论分析和编程计算，具体内容如下：2.1.1 求系统自重求系统自重 G041）绿色杠杆：图 7 绿色杠杆考虑到杠杆式均质的，忽略圆孔，只要测量质量即可，测得绿色杠杆质量为。杠杆长 674mm。kgm54重心位置：mmx33742）红色杠杆：图 8 红色杠杆考虑到杠杆式均质的，忽略圆孔，只要测量质量即可。借一测力计，经调零，后测得红色杠杆质量。杠杆长 680mm。kgm3 .103重心位置：mmx340353）托架：图 9 托架钢的密度：托架梯形凸台体积：33 11012. 360)25075(32021mV
