螺栓联接作业及答案.ppt

Chapter 6 Updated 9/12/2007, Richard 螺栓联接作业 1 第一题 图为一铸铁吊架，用2个螺栓紧固在混凝土梁上。吊架受外载荷 Q=6000 N，载荷作用位置及其联接按各部分尺寸如图所示。 1.试分析此螺栓联接可能出现的失效形式； 2.设计螺栓大径d 注：所采用螺栓的材料为25号钢，其性能级别为5.6级，拧紧螺母时不控制预紧 力，相对刚度系数 C1/( C1 + C2) = 0.4；混凝土许用挤压应力p=(12.5)Mpa。 2 一、受力分析：将外力向螺栓组的几何中心简化 轴向力 Q = 6000 N 弯 矩 M = QL=6000350=2.1106 Nmm 二、失效形式：在上述外载荷的作用下，可能出现的失效形式： 1. 右侧螺栓被栓断 - 不 断条件： 2.右侧接合面在 Q 和 M 作用下可能出现间隙 -不松条件： 3.左侧接合面在 Q 和 M 作用下可能会被压碎 -不碎条件： 3 三、求螺栓直径 需求出螺栓上的总拉力F0，为此应先求出螺栓上的工作载荷 F 和预紧力 F ， F 由不松条件和不断条件确定。 截面面积 A=200600 - 200200 = 8104 mm2 4 由不松条件求得的F ： 由不碎条件求得的F ： 5 可知F 在 10240, 35760 范围内取值时，可以同时保证接合面不松与不 碎的条件。 取上述范围的中间值：F = 23000 N 以下求在该预紧力F 和受力最大螺栓上的工作载荷共同作用下，螺栓的 强度条件。 受力最大的螺栓上的总拉力为： 求螺栓的许用应力：假设螺栓直径介于M16 M30，查表得 Ss = 4 2.5 ，取Ss = 3.5，则： 6 所以，螺栓的计算直径为： 可知其大径在M16 M30范围内，故上述假设有效。 本题总结：略 7 第二题 图示(甲图)一托架由4个螺栓固定在立柱上，载荷P=3000N， L=400mm，螺栓的相对刚度系数C1/( C1 + C2) = 0.4；结合面的摩擦系数 s=0.2，联接可靠性系数 Kf=1.2。 1.若甲图联接中采用铰制孔用螺栓，求螺栓杆直径d (螺栓剪切面数m=1， 许用剪切应力=130 Mpa，不考虑挤压强度。） 2.若甲图联接形式中改用普通螺栓联接，计算螺栓小径d1(螺栓的许用拉应 力=200 MPa ) 3. 若乙图联接形式中采用普通螺栓联接，计算螺栓小径dl (螺栓的许用拉应 力=200 Mpa )。 8 1.甲图采用铰制孔用螺栓联接（不考虑挤压）时 一、力的简化： 横向力 R=3000 N 转 矩 T=RL=3000400=12106 Nmm 二、单个螺栓受力： 螺栓 3 受力最大 ：9 三、计算螺栓直径（不考虑挤压强度）： 查手册GB/T2788：该铰制孔螺栓为M6 10 2. 甲图采用普通螺栓联接时 横向力无变化 受力最大螺栓 FSmax= 3226 N 一、求预紧力F S F z m kf Fsmax Z =1 m=1 S=0.2 kf =1.2 =200Mpa 11 M16 P=2mm， H=0.866P=0.86622=1.732 d1=dc+H/6=12.66+1.732/6=12.949 mm M16 d1=13.835 故取M16 12 3. 乙图采用普通螺栓联接时 结构形式发生变化 一、受力分析： 横向力 P = 3000 N 弯 矩 M = P L = 3000 400 = 1.2 106 Nmm 二、失效形式： 1.上侧螺栓不被拉断 不断条件 2.结合面上边缘缝隙 不松条件 3.结合面下边缘压碎 不碎条件 4.结合面垂直向下滑 不滑条件 本题中