1,失效形式和原因
受拉螺栓——螺栓杆和螺纹可能发生塑性变形或断裂
受剪螺栓——螺栓杆和孔壁间可能发生压溃或被剪断
b)失效原因:应力集中
a)失效形式
工程中螺栓联接多数为疲劳失效
受拉螺栓:设计准则为保证螺栓的疲劳拉伸强度和静强度
受剪螺栓:设计准则为保证螺栓的挤压强度和剪切强度
应力集中促使疲劳裂纹的发生和发展过程
2,设计计算准则与思路
§10.4 螺栓的强度计算
针对不同零件的不同失效形式,分别拟定其设计计算方法,则失效形式是设计计算依据和出发点.
,松螺栓联接
如吊钩螺栓,工作前不拧紧,无预紧力,只有工作载荷 起拉伸作用
强度条件为:
——验算用
——设计用
d1——螺杆危险截面直径(mm)
[σ]——许用拉应力 (MPa)
σs——材料屈服极限Mpa
n ——安全系数,表10-8
二,紧螺栓联接——工作前有预紧力
工作前拧紧,在拧紧力矩MT作用下:
预紧力→产生拉伸应力σ
力矩MT1→产生剪应力τ
复合应力状态:
接第四强度理论:
∴ 强度条件为:

将外载荷提高30%,以考虑螺纹力矩对螺栓联接强度的影响,这样把拉扭的复合应力状态简化为纯拉伸来处理,大大简化了计算手续,故又称简化计算法
设计式:
P124
螺栓受到的总拉力
轴向外力
残余预紧力
1,横向载荷的紧螺栓联接计算——主要防止被联接件错动
特点:杆孔间有间隙,靠拧紧的正压力(QP)产生摩擦力来传递外载荷,保证联接可靠(不产生相对滑移)的条件为:
(1)普通螺栓联接
f ——接缝面间的摩擦系数
m——接缝界面数目
C——可靠性系数, C=1.1~1.3
强度条件验算公式:
设计公式:
分析:由上式可知,当f=0.15,m=1,C=1.2则 ,说明这种联接螺栓直径大,且在冲击振动变载下工作极不可靠
为增加可靠性,减小直径,简化结构,提高承载能力
可采用如下减载装置:
a)减载销
b)减载套筒
c)减载键
2,铰制孔螺栓联接——防滑动
特点:螺杆与孔间紧密配合,无间隙,由光杆直接承受挤压和剪切来传递外载荷F进行工作
螺栓的剪切强度条件为:
螺栓与孔壁接触表面的挤压强度条件为:
F ——横向载荷(N) ds——螺杆或孔的直径(mm)
lmin ——被联接件中受挤压孔壁的最小长度(mm),如图所示
[τ]——螺栓许用剪应力,MPa,
,
——螺栓或被联接件中较弱者的许用挤压应力,MPa
铰制孔螺栓能承受较大的横向载荷,但被加工件孔壁加工精度较高,成本较高