大家來做一下受力分析與強度計算的練習

wo103838

       按這種雙頭螺栓的安裝方式

dongst

wo103838 發表于 2014-11-22 08:22
& q2 w( e5 W. Z0 l9 c按這種雙頭螺栓的安裝方式

$ N( V# o% j8 f如果你不是用鉸孔螺釘的話，你圖上的螺柱正常受載荷狀態是不受剪切力的，只受拉伸力。通過拉伸方向的壓力，產生摩擦力，來防止零件的相互滑動。
按你提供的數據，只按單邊計算，4個螺釘在1m距離受到300Kg載荷，可以等效成4螺釘受3000N向下的載荷+4螺釘中心受到逆時針方向的3000NM力矩。
, z5 V( t- L! D& {9 W$ T理想狀態下，向下的載荷4個螺釘均分，為750N。3000NM的力矩被4個螺紋連接產生的順時針力矩抵消，每個螺紋連接克服力矩，額外承受了9375N的載荷。
. X/ a( }9 l$ v( F; O2 s1 f( e' q方向上，旋轉中心左邊的載荷朝上，右邊的載荷朝下。
因此總的合力為：左邊2個螺紋連接，承受朝上載荷8625N，右邊2個螺紋連接，承受朝下載荷10125N。
結論：螺紋拉力產生的摩擦力，至少要大于10125N。
又鋼與鋼，無潤滑的時候，摩擦系數為0.15，摩擦面數為1，可以得出連接工作時，螺柱至少要保證67.5KN的拉力。
- E: ]& P8 n1 Q/ m1 V一般情況下，此種工況可選用10.9級的螺柱，安全系數按2來算的話，應該選用M16的螺柱。
6 M6 w' C9 [; b（數據：M16 proof load 為130.3KN，M14 proof load 為95.5KN，M12 proof load 為70KN）
# z  [) n) U5 O( c- q' u
因此較可靠的方案是選用4個M16-10.9的螺柱，擰緊扭矩至少200NM左右，不超過280NM，可以保證在此種工況下螺紋連接的可靠性。
& L9 s" s/ O8 t7 }1 L# P% _+ n
) t+ V' P' R" T7 G

wo103838

dongst 發表于 2014-11-28 16:48
如果你不是用鉸孔螺釘的話，你圖上的螺柱正常受載荷狀態是不受剪切力的，只受拉伸力。通過拉伸方向的壓力 ...

dongst大俠，首先感謝你做了這個分析，我很奇怪我發了好幾個類似的帖子，認真做個分析的，幾乎沒有，我不知道是因為高手自己悶著聲早會了，不屑于做這分析，菜鳥素來求解析，還是因為大家都是工作無聊了，逛論壇消遣的，或者是我的表達能力實在太爛了。
      講正題，我寫這題意在杠桿，大俠點出來了，但又忽略掉了。假如杠桿的左邊有3000Nm的扭矩產生，右邊必有3000Nm的扭矩保持平衡，而不是四個螺栓均受。所以這個分析的關鍵就在于找支點，找到受力最大的支點，其次再是分析各個螺栓所需的緊固力和屈服極限
7 \0 \& C4 y  M. E1 `

dongst

wo103838 發表于 2014-11-30 22:09
dongst大俠，首先感謝你做了這個分析，我很奇怪我發了好幾個類似的帖子，認真做個分析的，幾乎沒有，我不 ...

' S* V2 K" z! ^/ F- i- {不好意思，我一般上班才上論壇。
9 r$ X% g& d: @5 Z0 Q9 v) o% ^有關螺栓組的受載均布性分析，國外有過具體的實驗，與螺紋加工的公差，溫度等都有關系，但是理想情況下（或目前的計算模型），在你描述的這種，都是以螺栓組的中心為支點的，而且是均分載荷的，注意不是均分力矩。
Σ(F*l)=3000NM。其中F為載荷，l是每個螺栓中心到支點的距離，按你的設計，從左到右，即120mm,40mm,40mm,120mm。

" X# W3 d# P2 c! x& \# X4 b3 G

dongst

至于你說為什么沒人來計算，下面這段也許可以解釋一二：
“阿拉一直以為，玩工業，玩的是一口‘氣’，就像功夫，你始終提著這口氣，天天在練，就一直能打，也像練拳，每天打沙袋，從來不間斷，鬼子就這德行，你甭管人家水平高低，人家每天睡醒就打沙袋。
   國人不是，他怕出這個力氣，他用棉花做一個超級大的貌似沙袋的東西，掛在街上招攬顧客，偶爾也打兩下，外行人看著也像，但常年打這個，就沒有什么戰斗力，碰到死心眼的鬼子，非要試試看你這個沙袋到底怎么樣？到了這個當口，沙袋的主人就妥協了，與鬼子講說不必打了，把沙袋賣給你不行嗎？鬼子就用很便宜的價格買下這個沙袋，扔了，換上從本國自帶的沙袋，依然掛在街口，國人就再也打不動了，也沒有誰再企圖較量一下了，于是，鬼子就占了整條大街。
  阿拉看到這個沙袋，有時感到有趣，也對這個拳打腳踢幾下，雖然從能力上說肯定是不及鬼子，但畢竟可以把沙袋打動了，于是，鬼子就與阿拉游戲一下，大家比試一下可以打到什么什么程度，打到哪里有多少銀子？而大家上的其它的家伙都是看客，阿拉與鬼子有勝有負，勝了得些銀兩，買燒餅吃了，吃完趕路了，再回頭望去，那西洋沙袋依然掛在街口，誰都奈何不得。”
; m3 }/ t) S/ E! s: j: o

dongst

看走眼了，是兩塊零件！
9 P% ?8 {3 \& l- g- k. Q4 M再來算一次即可，這次專門查了NASA的緊固件參考資料。
% r  @6 m& P) U, F! A, P% G
F為轉矩產生的切向力，F1=34.5KN,F2=34.5KN，方向不同而已。
轉矩產生的切向力，再合上均分負載產生的作用力1.5KN，合力依次為：
3 R. o& H, I- C2 pF1(合)=36KN，F2(合)=33KN
前者合力方向為朝下，后者合力方向是朝上
從而可知最左測螺栓受載是最大的，也是最有可能鎖不住產生滑移的。
0 S# z% }+ T% H! i. `同理，另一半的2顆螺栓也可算出合力
. Y/ p3 l) c- R5 Q$ ?6 A( XF3(合)=42KN，F4(合)=39KN
9 a8 v5 S0 \& b& a1 M1 }由此第三顆螺栓受力應該是最大的，所以預緊力應該按第三顆螺栓計算，280KN。如果再加入可靠性系數1.2，則需要336KN。
所以按帖子的工況，至少要M27-10.9級的。。。

老周veius

不需要算剪力的，這又不是鉸孔螺栓

chengyj_82

學習學習

kint666

暫時還看不懂