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1、螺栓连接的可靠性设计 紧螺栓连接又分为只受预紧力的和不仅受预紧力同时还承受工作 载荷的两种。这里只讨论后一种较复杂的情况。与松螺柱连接一 样，在轴向静载荷作用下螺柱强度的分布规字呈正态分布，其强 度均值及变差系数的估算值亦见表134。试验表明，控制预紧力与不字制预紧力，在同时承受工作载荷 的情况下，螺柱强度无明显差别。设拉应力SL沿螺栓横截面均 匀分布，但由于载荷分布、几何尺寸分布等因素的影响，使每 个螺栓的应力值的大小也不一样，通常假定它为正态分布。可 靠性设计准则亦可用式(137)表达，但此处的含义是：螺栓材 料的屈服极限大于螺栓应力的概率必须大于或等于设计所要求 的可靠度。可靠性设计内容
2、有；(1)确定螺栓的应力分布、计算应力的均值及标准差；(2)选择螺栓材料，确定其强度分布及强度均值和标准 差；(3)用联结方程求螺栓直径；(4)敏感度分析。1.紧螺栓连接的受力模型承受预紧力和 工作拉应力的紧 螺栓连接在预紧力和轴向载荷联合作用下 的紧螺栓连接，螺栓和被连接件 的受力和变形的关系可用左图来 表示。如图，在预紧力F的作用 下，螺栓所受拉力与被连接件所 受压力大小相等，均为F，而螺 栓伸长量 ， 被连接件缩短量 。在工作载荷作用下，螺栓总拉 力增至F，力增量为FF，导致 螺栓伸长的增量为 式子 F 剩余预紧力 ，C1 螺栓刚度，C2 被连接件的刚度， 相对刚度。被连接件相应放松，使
3、压力减小为剩余须紧力F，压力减小了 F-F，导致被连接件回弹量 且 根据这些关系可求得在须紧力F和铀向工作载荷联合作用下 ，螺栓的总拉力F为：（1）（2）在相对刚度表达式中，C1可比较精确的算出，而C2则难以计算确 定。对于重要的螺栓连接，C2可采用实验测定。当缺少实验测定 是，通常可作为定值处理，如下表所示：在工作载荷Fg作用下连接处出现狭缝是不允许的。为此应该使残余预 紧力F大于零。可取 系数K见下表：将上式代入（1）就可建立起F与Fg的关系（3）（4）也可以根据连接的工作条件及要求先选择预紧力F再将上式代入（2）中，建立F与Fg的关系：式中 预紧系数，见 下表：（5）（6）利用（4）或（
4、6）求得螺栓所受的总拉力F后，以其危险截面的 面积除，就可以得到螺栓的总拉力值：（7）除受拉力外预紧螺栓还受扭应力。预紧时拧紧螺母的拧紧力矩T 用于克服螺纹副的螺纹力矩T1 和螺母螺母与其支承面间的摩擦力矩T2，即：（11）式中：F为预紧力； 为螺栓中径升角； 为螺纹副的摩擦角；d2为螺纹 直径；fc螺母与支承面（垫圈或被连接件与螺母的接触表面）的摩擦系数 ；D1为螺母承压面外径；do为螺栓孔直径；d为螺栓直径；Kt称为扭转系 数。而 及Kt 有可表示为： （9）（10）（8）式中 nt导程。n为螺纹头数；t为螺距。对于连接用螺 纹，螺纹头数取1f螺纹间的摩擦系数，见下表由（8）可知：对于给定的螺纹连接，预紧力F是拧紧力及扭 矩系数Kt的函数，即将（8）中的 展开，得连接用螺栓的螺纹均为单头（n=1），所以 1 ，故得(12)代入（8）中的T1，得螺纹力矩螺纹力矩T1使螺栓受扭，扭应力为：拉应力SL及扭应力 组成的复合应力为：（13）（14）（15）（16）谢谢
