塔架筒体螺栓强度计算
松螺栓、緊螺栓:
松螺栓: 螺栓連接時,不需要擰緊,在加入工作載荷之前,螺栓不受力;
緊螺栓: 大致分為普通螺栓和鉸制孔螺栓
普通螺栓:
(1)受橫向工作載荷的緊螺栓
這時零件之間的摩擦力大于橫向載荷,所以不會發生相對移動,實現連接的目的。
鉸制孔螺栓:
此時,螺桿承受的是剪切力,載荷通過螺桿的剪切力和螺桿和被連接面之間的擠壓來傳遞的。這種情況需要校核擠壓強度和剪切強度。
剪切強度條件:
擠壓強度條件:
(2)受軸向載荷的緊螺栓:
此時螺栓所受外載荷與螺栓軸線平行(這種情況在實際生活和應用中更為常見)。
在加入外部載荷之前,螺栓受預緊力F1,同時兩個結合面也受到F1的預緊力。加入工作載荷F2之后,兩結合面有分離的趨勢,所以結合面有分離的趨勢,這時被連接件 (把重點放在接觸面上) 的預緊力F1減小為F3,螺栓受到的總拉力 (這時連接面受到的預緊力就是螺栓受到的預緊力) 為F=F2+F3
強度校核公式為:
圖a是螺母剛好擰到和被連接件相接觸,但尚未擰緊。此時,螺栓和被連接件都不受力,因而也不產生變形。
圖b是螺母已擰緊,但尚未承受工作載荷。此時,螺栓受預緊力F。的拉伸作用,其伸長量為Ab。相反,被連接件則受Fo的壓縮作用,其壓縮量為 入m。
圖c是承受工作載荷時的情況。此時若螺栓和被連接件的材料在彈性變形范圍內,則兩者的受力與變形的關系符合拉(壓)胡克定律。當螺栓承受工作載荷后,因所受的拉力由F0 增至F2,而繼續伸長,其伸長量增加△λ,總伸長量為λb+△λ。與此同時,原來被壓縮的被連接件,因螺栓伸長而被放松,其壓縮量也隨著減小。根據連接的變形協調條件,被連接件壓縮變形的減少量應等于螺栓拉伸變形的增加量△λ。因而,總壓縮量為λm’=λm-△λ。而被連接件的壓縮力由F0減至F1。F1稱為殘余預緊力。
由于預緊力的變化,螺栓總拉力F2等于殘余預緊力F1和工作拉力F的和。
螺栓和被連接件之間的關系可以用下圖表示:
為了保證連接需求,方式受載之后產生縫隙,應使殘余應力F1>0,推薦采用F1為:有蜜蜂要求的F1=(1.5-1.8)F,一般連接,F1=(0.2-0.6)F,工作載荷不穩定時,F1=(0.6-1.0)F,對于地腳螺栓,F1>=F。
總結
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