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受轴向静载荷的螺栓联接计算方法

时间:2023-06-26 理论教育 版权反馈
【摘要】:压力容器与盖的螺栓联接是比较典型的承受预紧力和工作拉力的紧螺栓联接,螺栓除了受到压力容器内介质工作压力产生的工作拉力而产生的拉应力σ作用以外,还受到螺栓联接需要预紧时螺纹之间摩擦力矩产生的扭转剪切应力τ的作用,使螺栓处于拉伸和扭转的复合应力状态下。

受轴向静载荷的螺栓联接计算方法

压力容器与盖的螺栓联接是比较典型的承受预紧力和工作拉力的紧螺栓联接,螺栓除了受到压力容器内介质工作压力产生的工作拉力而产生的拉应力σ作用以外,还受到螺栓联接需要预紧时螺纹之间摩擦力矩产生的扭转剪切应力τ的作用,使螺栓处于拉伸和扭转的复合应力状态下。按照塑性材料的第四强度理论分析,对于公称直径M10~M68常用范围内的钢制螺栓,螺纹中扭转剪切应力τ大约等于拉应力σ的30%,也就是它对组合强度的影响,表现在数值上将轴向预紧拉应力增大30%,即危险剖面上的当量应力为

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因此,受预紧力和工作拉力的紧螺栓联接的螺栓直径计算公式是

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式中,Q是单个螺栓承受的总拉力,它包括工作拉力F和残余预紧力Q0′,即Q=F+Q0′;[σ]=σsmin/S是螺栓的许用应力,单位为MPa。螺栓的屈服极限σsmin根据螺栓的材料和性能等级参照参考文献[1]表15-11选取。

安全系数S的选取方法:对于较重要的螺栓联接,按装配时控制预紧力计算,参照参考文献[1]表16-12选取;如果按装配时不要求严格控制预紧力计算,则根据参考文献[1]表15-12,安全系数与螺栓直径有关。先假定螺栓直径,估选安全系数S,再采用试算法计算螺栓直径。

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