【实验目的】
（1）了解螺栓连接在拧紧过程中各部分的受力情况；
（2）验证受轴向工作载荷时，预紧螺栓连接的变形规律及对螺栓总拉力的影响；
（3）通过螺栓的动载实验，改变螺栓连接的相对刚度，观察螺栓动应力幅值的变化，以验证提高螺栓连接强度的各项措施。
【实验仪器与设备】
螺栓连接综合实验台，静动态测量仪，计算机及专用软件等实验设备及仪器。
【实验原理】
螺栓连接综合实验台的结构如图3.1.1所示。
（1）螺栓部分由M16空心螺栓、大螺母、组合垫片和M8小螺杆组成。空心螺栓贴有测拉力和扭矩的两组应变片，分别测量螺栓在拧紧时，所受预紧拉力和扭矩。空心螺栓的内孔中装有M8小螺杆，拧紧或松开其上的手柄杆，即可改变空心螺栓的实际受载截面积，以达到改变连接件刚度的目的。组合垫片设计成刚性和弹性两用的结构，用以改变被连接件系统的刚度。
（2）被连接件部分由上板、下板和八角环、锥塞组成。八角环上贴有一组应变片，测量被连接件受力的大小，中部有锥形孔，插入或拨出锥塞即可改变八角环的受力，以改变被连接件系统的刚度。
（3）加载部分由蜗杆、蜗轮、挺杆和弹簧组成。挺杆上贴有应变片，用以测量所加工作载荷的大小。蜗杆一端与电动机相连，另一端装有手轮，起动电动机或转动手轮使挺杆上升或下降，以达到加载、卸载（改变工作载荷）的目的。
图3.1.1 螺栓连接综合实验台的结构
1—电动机；2—蜗杆；3—凸轮；4—蜗轮；5—下板；6—扭力插座；7—锥塞；8—拉力插座；9—弹簧；10—空心螺杆；11—千分表；12—螺母；13——组合垫片（一面刚性一面弹性）14—八角环压力插座；15—八角环；16—挺杆压力插座；17—M8螺杆；18—挺杆；19—手轮；20—上板。
【实验方法及步骤】
1.螺栓连接静态实验方法与步骤
（1）将静动态测量仪配套的4根信号数据线的插头端连接到实验台各测点插座，各测点的布置为：电动机侧八角环的上方为螺栓拉力，下方为螺栓扭矩；手轮侧八角环的上方为八角环压力，下方为挺杆压力。
（2）打开测量仪电源开关，启动计算机，进入软件封面，单击“静态螺栓实验”，进入静态螺栓实验主界面。(www.xing528.com)
（3）进入静态螺栓主界面后，单击“实验项目选择”菜单，选择“空心螺杆”项（默认值）。
（4）转动实验台手轮，挺杆下降，使弹簧下座接触下板面，卸掉弹簧施加给空心螺栓的轴向载荷。将用以测量被连接件与连接件（螺栓）变形量的两块千分表分别安装在表架上，使表的测杆触头分别与上板面和螺栓顶端面有少许（0.5mm）接触。
（5）用手将大螺母拧至恰好与垫片接触，螺栓不应有松动的感觉，分别将两千分表调零。单击“校零”按钮，软件对上一步骤采集的数据进行清零处理。
（6）用扭矩扳手预紧被试螺栓，当力矩为30～40 N·m时，取下扳手，完成螺栓预紧。
（7）将千分表测量的螺栓拉变形值和八角环压变形值输入到相应的“千分表值输入”文本框中。
①单击“预紧”按钮进行螺栓预紧后，完成预紧工况的数据采集和处理，同时生成预紧时的理论曲线。
②如果预紧正确，单击“标定”按钮进行参数标定，此时标定系数被自动修正。
③逆时针旋转实验台上的手轮，使挺杆上升至一定高度（≤15mm），压缩弹簧对空心螺栓轴向加载，力的大小可通过上升高度控制，通过塞入直径为15 mm的测量棒来确定。然后，将千分表测到的变形值再次输入到相应的“千分表值输入”文本框中。
④单击“加载”按钮进行轴向加载工况的数据采集和处理，同时生成理论曲线与实际测量的曲线。
⑤如果加载正确，单击“标定”按钮进行参数标定，此时标定系数被自动修正。
2.螺栓连接动态实验
（1）螺栓连接的静态实验结束后返回主界面，单击“动态螺栓”实验进入动态螺栓实验界面。
（2）重复静态实验方法与步骤。如果已经做了静态实验，则此处不必重做。
（3）取下实验台右侧手轮，起动实验台电动机，单击“动态”按钮，使电动机运转，进行动态工况的采集和处理，同时生成理论曲线与实际测量的曲线。
【注意事项】
（1）电动机的接线必须正确，电动机的旋转方向为逆时针（面向手轮正面）；
（2）进行动态实验，起动电动机前必须卸下手轮，避免电动机转动时发生安全事故，并可减少实验台的振动和噪声。
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