螺栓疲劳强度计算分析

1、螺栓疲劳强度计算分析摘要：在应力理论、疲劳强度、螺栓设计计算的理论基础之上，以疲劳强度计算所采 取的三种方法为依据，以汽缸盖紧螺栓连接为研究对象， 进行本课题的研究。假设汽 缸的工作压力为01N/mm2间变化，气缸直径 D2=400mm螺栓材料为5.6级的35 钢，螺栓个数为14,在F" =1.5F,工作温度低于15C这一具体实例进行计算分析。 利用ProE建立螺栓连接的三维模型及螺杆、螺帽、汽缸上端盖、下端盖的模型。先 以理论知识进行计算、分析，然后在分析过程中借助于 ANSYST限元分析软件对此螺 栓连接进行受力分析，以此验证设计的合理性、可靠性。经过近几十年的发展，有限 元方法

2、的理论更加完善，应用也更广泛，已经成为设计，分析必不可少的有力工具。然后在其分析计算基础上，对于螺栓连接这一类型的连接的疲劳强度设计所采取的一 股公式进行分类，进一步在此之上总结。关键词：螺栓疲劳强度，计算分析，强度理论，ANSYSW限元分析。iBolt fatigue strength analysisAbstract: In stress fatigue strength theory bolt, design calculation theory foundation to fatigue strength calculation for the three methods adopte

3、d according to the cylinder lid , fasten bolt connection as the object of research this topic research. Assuming the cylinder pressure of work is 0 1N/mm2 changes cylinder diameters between = = 400mm, bolting materials D2 for ms5.6 35 steel, bolt number for 14 in F "= 1.5 F below 15 C , the tem

4、perature calculation and analysis of concrete examples. Using ProE establish bolt connection three-dimensional models and screw, nut, cylinder under cover, cover model. Starts with theoretical knowledge calculate analysis and then during analysis ANSYS finite element analysis software by this paper

5、analyzes forces bolt connection to verify the rationality of the design of and reliability. After nearly decades of development, the theory of finite element method is more perfect , more extensive application, has become an indispensable design, analysis the emollient tool. Then in its analysis and

6、 calculation for bolt connection , based on the type of connection to the fatigue strength design of the general formula classification further on top of this summary.Keywords: bolt fatigue strength calculation and analysis strength theory,ANSYSfinite elements analysis.l1绪论 51. 1绪论 51.2疲劳强度的概念及常见的疲劳

7、损伤类型 51.3影响疲劳强度的因素 51.4前景展望 61.5研究的目的意义 62相关背景知识 72.1背景知识 72.1.1强度理论及疲劳强度的计算主要有三种方法： 72.4螺栓连接的结构设计的原则 133 Pro/E三维造型 143.1 ProE 简介 143.2螺栓连接零件图 144实例分析 184.1理论分析 184.1.1计算各力的大小 184.2理论分析总结 205 ANSYSW限元分析 215.1ANSYS限元分析 215.1.1分析软件及工作原理介绍 215.1.2 ANSYS分析求解步骤 225.2 ANSY析 225.3ANSY跳析总结 26总结 27参考文献 28致谢

8、301绪论本意主要介绍疲劳强度的基本概念及疲劳损伤的类型，影响疲劳强度的因素，以 及作此设计的前景、目的和意义。1.1绪论本次毕业论文研究的主要问题是一在强度理论基础之上就螺栓的疲劳强度计算 及分析进行研究。为了便于机器的制造、安装、运输、维修以及提高其劳动生产率等， 广泛地应用各种连接。螺栓连接、键连接、销连接、钏连接、焊接、胶接、过盈连接， 其中螺栓连接因为其经济性，方便性，可靠性，最常用，用的最广，因而研究其在不 同工作情况下的疲劳强度对于提高连接的可靠性，安全性，机械整体的性能，整个机械行业乃至整个国民经济的增长具有重要的意义。 本论文侧重研究其在交变应力情况 下的强度计算机分析。在冶

9、金，矿山，工程，运输等机械设备中，承受变载荷的螺栓 连接广泛地应用着，因而研究螺栓连接疲劳强度计算分析是十分必要和有实用价值 的。本论文有两方面的任务一是疲劳强度的计， 二是对影响疲劳强度的因素进行分析， 就螺栓的疲劳强度计算展开，以汽缸螺栓连接实例把理论分析和有限元分析相结合， 然后就此得出螺栓连接疲劳计算分析的一般规律。1.2疲劳强度的概念及常见的疲劳损伤类型如轴、齿轮、轴承、叶片、弹簧等，在工作过程中各点的应力随时间作周期性的 变化，这种随时间作周期性变化的应力称为交变应力（也称循环应力）。在交变应力的作用下，虽然零件所承受的应力低于材料的屈服点， 但经过较长时间的工作后产生 裂纹或突然

10、发生完全断裂的现象称为金届的疲劳疲劳强度是指金届材料在无限多次 交变载荷作用下而不破坏的最大应力称为疲劳强度或疲劳极限。疲劳破坏是机械零件失效的主要原因之一。据统计，在机械零件失效中大约有 80恕上届于疲劳破坏，而且疲劳破坏前没有明显的变形，所以疲劳破坏经常造成重 大事故，所以对于轴、齿轮、轴承、叶片、弹簧等承受交变载荷的零件要选择疲劳强 度较好的材料来制造。1.3影响疲劳强度的因素金届疲劳在交变应力作用下，金届材料发生的破坏现象。机械零件在交变压力作 用下，经过一段时间后，在局部高应力区形成微小裂纹，再由微小裂纹逐渐扩展以致 断裂。疲劳破坏具有在时间上的突发性，在位置上的局部性及对环境和缺陷

11、的敏感性 等特点，故疲劳破坏常不易被及时发现且易于造成事故。应力幅值、平均应力大小1循环次数是影响金届疲劳的三个主要因素。1.4前景展望伴随着计算机技术的发展和各种分析软件的成熟，ANSY SABAQU观ASTRA NMARK ALGO敝及ADINA等为代表的一系列分析软件的不断完善，运动仿真技术的发展使其 理论分析有了更加坚实可靠的手段和依据， 使得其更加接近真实情况，各种仿真软件 和分析系统的日趋完善使得对螺栓疲劳强度的分析计算更加科学，可信。1.5研究的目的意义螺栓连接的在各种设备及机械中广泛应用，连接的可靠性，安全性事关生命及整个国民经济的发展，可靠，严密的而强度理论研究是生产高强度，

12、 高质量的零部件的 前提，可靠的连接是机械设备及其零部件正常，安全，高效工作的必然要求，所以进 行螺栓疲劳强度的设计计算分析是发展生产的必然要求具有重大的理论和现实意义。12相关背景知识本章主要讲解进行螺栓疲劳强度计算分析所需要的理论基础，包括强度理论及 疲劳强度计算的三种公式；螺栓连接的设计计算公式；螺栓连接的设计原则；强度计 算公式选择的原则。2.1背景知识2.1.1强度理论及疲劳强度的计算主要有三种方法：若丫=常数，贝U也有a =1- Y /1+ 丫=常数，即a =常数，在图2.1中设M点为 一工作点，这样过原点的射线 OMB代表简单就代表简单加载情况。 M点（假设在AB 线上，一下均同

13、假设）为工作应力点 M按y =。变化得到极限应力点。Ca联解OM AB两条直可得(T图2.1 丫=常数时的极限应力2-1(J .一 m -m则可求出点M点坐标对丁点M点的应力极限为Okm=b 一=<T_+CT =max m a匚 一 1（m "a） 匚 一1max手a , m . c；a m2-2l则根据最大应力求得的最大应力安全系数计算值及强度条件为二na。max k._ ；a 七_卅按应力幅计算；2-30- min=C若man =C则有o- min = bm -b =c,故在图2中，过工作点 M作与横坐标火角为 45°的直线MM ,则这条直线上任一点的应力最小值相

14、同，即复合0- minQm-oaC的加载条件。M'所代表的应力就是此情况下计算时应采用的疲劳极限应力。（TComin联解直线MM , AB方程cm图2-2 o- min=C时的极限应力G" G" a = G" O" ma a m m<r _1 = wg a +甲峪 m2-4代入痣min=bm-ba=C，可解得M'的坐标（b '门o' a）则根据最大应力求得的最大应力安全系数计算值及强度条件为cr cr + cr max _ a mna - _二 max a ' m=2 1+ 仔b平 cr）。min >

15、（.二）（2。a ；了 min）"2-5按应力的循环特性保持不变（即 丫=。的应力变化规律计算即b m=Cft图3中，过工作点M作纵轴的平行线MM ,则此直线上任一点的应力,其平均应力相同，即符合b m=b的加载条件。M点所代表的应力就是此情况下计算 时所采取的疲劳强度极限应力。C(Bom图2-3 b m=C寸的极限应力联解MM , AB两直线方程2-6可得M'点的坐标（b '门 o' a）根据最大应力求得的最大应力安全系数及强度条件为2-7°m ax _ &&m _ & 土 (小一中心沪 min 法。max 。a 。m ()

16、(2。a 。min)'错误！未指定书签。设计计算时，对上述三种情况的安全系数的校核公式的取舍， 要根据具体零件应力可能发生的规律来确定， 对丁难以确定其规律的，往往采用T=C 的公式。螺栓连接承受单向稳定变载荷时的疲劳强度计算。对丁承受预紧力和变化的工作拉力的紧螺栓连接，假设加预紧力F后，承受0F之间的变化的工作拉力，从图所示的受轴向变载荷的螺栓受力情况图可见，此螺栓所i受的总拉力在FF。之间变化。由图容易看出，当螺栓承受 0F脉动变化的工作载荷时，螺栓内的应力为非对称循环变应力。这是因为虽然外加工作载荷是脉动变化的，但由丁预紧力F的存在，螺栓所受的总拉伸载荷则是在 FF。之间变化的波

17、动拉伸载荷，如果不考虑螺栓摩擦力矩的扭转作用，则螺栓受单向稳定的应变力。对丁受单向稳定应变力的螺栓疲劳强度校核计算就可以完全按照上述变应力的 基本理论，至丁具体使用那一种安全系数校核公式， 首先要看螺栓承受变应力的变化 规律如何，然后再确定。图2-4轴向变载荷的螺栓受力情况12. 2螺栓设计计算受力选择原则迄今为止我们应经对螺栓承受变应力的情况有了深入的认识了，形成了一些较成熟的观点，这里我们着重讨论一下几种。第一种：影响变载荷零件疲劳强度的主要因素是应力幅。所以螺栓的疲劳强度可以按应力幅进行计算，即选用公式8="! > na2-8二 a满足此条件极为安全。一 4 l 】2第二

18、种：由丁min-4F /，di而F = C为常数则omin为常数，所以螺栓的疲劳强度按照汀min =C的情况进行计算，及选用下式校核。最大安全系数_ 2- -1 ( ； minna = :2-9(；)(2二 a min)满足此条件即为安全第三种：'=C是最简单的加载方式，而螺栓受载荷届丁复杂的非对称循环变载 荷，计算较为繁琐。由丁工程上常把较复杂的问题简单化成对称循环处理的方法。所以螺栓的疲劳强度计算可以按照这种简化方法，用T =C规律进行简化计算。2-10满足此条件即为安全。螺栓连接的安全系数可参照下表 1.1选择I右曰L I f! vLK用安全系数VX称 直 径螺栓材料n1noM5

19、-M16M16-M30紧连接（不加预紧 力）碳素钢10-6.56.52.5-5合金钢7-55紧连接（加预紧 力）碳素钢1.2-1. 51.5-2.5合金钢表1.1不同材料螺栓连接的安全系数2. 3螺栓连接的计算公式2-112-122-13松螺栓连接的计算公式：二-=二 < 二J"4螺栓危险截面拉伸强度为：di -；二二di螺纹小径，单位 mmF螺栓所承受的轴向工作载荷，单位 Nb 螺栓连接的许用应力，单位 N/mm紧螺栓连接的计算公式：二幅=二24b ca螺栓预紧状态下的计算应力,b ca=1.3 biF。螺栓所受的预紧力，单位为 N.2.4螺栓连接的结构设计的原则1. 连接结

20、合面的几何形状通常都设计成轴对称的简单集合形状，如圆形、环形、矩形、框形、三角形等这样不但利于加工制造，而且便于对称布置螺栓，使螺栓组的对称中心和连接结合面的形心重合，从而保证连接结合面的受力比较均匀。2. 螺栓的布置应使各螺栓的受力合理。对于皎制孔用螺栓连接，不要在平行于 工作载荷的方向上成排地布置 8个 以上螺栓，以免载荷分布过于不均。3. 螺栓的排列应有合理的间距、边距。布置螺栓时，各螺栓轴线以及螺栓轴线 和机体壁间的最小距离，应根据扳手所需活动的空间的大小决定。4. 分布在同一圆周上的螺栓数目，应该取成偶数，以便在圆周上钻孔时的分度 和画线。5. 避免螺栓承受附加的弯曲载荷。13 Pr

21、o/E三维造型本章主要内容为三维造型软件 ProE简介及各零部件的三维模型和总装配图 3.1 ProE 简介在中国也有很多用户直接称之为 “破衣”。1985年，PTC公司成立丁美国波士顿， 开始参数化建模软件的研究。1988年，V1.0的Pro/ENGINEE砸生了。经过10余年 的发展，Pro/ENGINEER已经成为三维建模软件的领头羊。目前已经发布了 Pro/ENGINEEFWildFire6.0 （中文名野火6）。PTC的系列软件包括了在工业设计和机 械设计等方面的多项功能，还包括对大型装配体的管理、功能仿真、制造、产品数据 管理等等。Pro/ENGINEERS提供了全面、集成紧密的产

22、品开发环境。是一套由设计 至生产的机械自动化软件，是新一代的产品造型系统，是一个参数化、基丁特征的实 体造型系统，并且具有单一数据库功能的综合性 MCA献件。3.2螺栓连接零件图图3.1螺母1图3.2螺杆.¥切qFM-ELEH 一株WEi-±1.l_-,>ftLMArs-.rV- V- - Vr匚行口口摆00灯E 朗渔击辟辟王舁g B 1 耳回访澧百户喜*首喜 地知3 1 1金=口& A搭-目3E 5智密 3.33mkB»函coK1图3-5总装配图4）预紧力4实例分析本章就汽缸螺栓连接这一实例，根据螺栓连接的强度理论进行计算分析。 4.1理论分析气缸

23、盖螺栓连接的设计，如图所示，已知：汽缸工作压力 p在01N/mm以问变 化。 汽缸直径为 D2=400mm螺栓材料 5.6级的35钢，螺栓数目为 14,使 F " = 1.5F，用石棉铜皮垫片，工作温度不高丁 15C。图4.1气缸螺栓连接模型4.1.1计算各力的大小（一）计算每个螺栓承受的最大工作载荷1）汽缸最大载荷-2 二 4002Q=D；p=400 1 =125664N4-14 42）螺栓最大工作载荷F = Q = 1256648976N4-2z 14则螺栓工作载荷F在08976N之间变化。剩余预紧力F =1.5F =1.5 8976=13464N4-33）螺栓最大拉力F。= F

24、 F = 8976 13464 = 22440N4-4F =Fo- C1 F = 22440-0.8 8976= 15265N4-5C1 - C25）许用拉应力 按控制预紧力取安全系数，查机械零件手册知。a = 300N / mm2 ,且。=：=300 = 200N / mm2。n 1.5（二）按静强度计算螺栓尺寸了 a 300二a=300 = 200N/mm24-6n 1.5（三）螺栓疲劳强度校核1）计算各参数a危险剖面积A = 0 d12 =写（15.294）2 = 183.7mm24-7b螺栓受最大应力。max = Fo/A = 22440 = 122.16N/mm24-8o 1183.

25、7c螺栓受最小应力。min = F /A1 = 1525= 83.06N /mm24-91 183.7d螺栓应力幅4-104-11；min J22*83.06 = 19.55N/mFS2e螺栓平均应力5一g1226 83.06 = 102.倒血讷2f查机械零件手册可知平均应力的折算系数为对称循环弯曲疲劳极限乂查手册知崔。= 3.45 ，牝=0.87 , P0.9l则综合影响系数CT =3.450.87 0.9= 4.44-124.1.2疲劳强度校核计算卜面分别用三种方法对该零件进行螺栓疲劳强度校核第一种方法：依据第一观点，按应力幅计算，带入公式2-8有，a=，n y'19.552101

26、9.55 1.5 4.4= 1.63 na = 1.5l满足强度条件，安全第二种方法：依据第二种观点，按。min = C规律计算，代入公式2-9 ,有=2。一1十仔。一平 b沪 min =2210十(4.4 0.15尺 83.06 =1 39 1n 一 ("v)(2oa 二 min)一 (4.4 0.15 ( 2 19.55 83.06 n 满足强度条件，安全第三种方法：依据第三种观点，那'=C规律计算，代入公式2-7,有= 2.07 n = 1.22104.4 19.55 0.15 102.61由计算可知设计满足各项要求是合理的4.2理论分析总结三种计算结果分析归纳总结见下

27、表寸算方法按(Tmin=C的规律校核最大应力安全系数按应力幅规律校核最大应力安全系数按Y=C规 律校核最大应 力安全系数n1.391.632.07精确度精确近似n值大丁前者不精确,n 值偏大。使用不 安全表4-15 ANSYSW限元分析5.1ANSYSW限元分析5.1.1分析软件及工作原理介绍有限元法也称为有限单元法，是随着计算机的使用发展起来的一种有效地数值计 算方法。这种方法大约起源于20世纪50年代航空领域飞机结构的强度分析。 该方法 的思想是把整体结构看作是由有限个相互连接二组成的集合体，每个单元赋予一定的物理特性，然后组合在一起就能近似的等效整体结构的物理特性然。有限元分析（Fini

28、te Element Analysis , FEA）是在结构分析领域中应用和发展起来的，它不 仅可以解决工程中的结构分析问题， 同时也可以解决传热学、流体力学、电磁学和声 学等领域的问题。由于有限元法计算精度高、适用性强、计算格式规范统一，有限元 计算结构已经成为各类工业产品设计和性能评估的可靠依据，已经成为设计学中不可缺少的一种重要方法，在大型结构应力应变分析、稳定性分析、传热分析、电磁场分 析、流体分析等方面扮演越来越重要的角色ANSY歌件是融结构、流体、电场、磁场、声场分析于一体的大型通用有限元分 析软件。由世界上最大的有限元分析软件公司之一的美国ANSYS开发，它能与多数CAD件接口，

29、实现数据的共享和交换，如 Pro/Engineer , NASTRAN Alogor , I DEAS AutoCAD等，是现代产品设计中的高级 CAB具之一。 一、软件功能简介软件主要包括三个部分：前处理模块，分析计算模块和后处理模块。前处理模块 提供了一个强大的实体建模及网格划分工具，用户可以方便地构造有限元模型； 分析计算模块包括结构分析（可进行线性分析、非线性分析和高度非线性分析）、流体动力学分析、电磁场分析、声场分析、压电分析以及多物理场的耦合分析，可模拟多种 物理介质的相互作用，具有灵敏度分析及优化分析能力；后处理模块可将计算结果以彩色等值线显示、梯度显示、矢量显示、粒子流迹显示、

30、立体切片显示、透明及半透 明显示（可看到结构内部）等图形方式显示出来，也可将计算结果以图表、曲线形式 显示或输出。软件提供了 100种以上的单元类型，用来模拟工程中的各种结构和材料。 该软件有多种不同版本，可以运行在从个人机到大型机的多种计算机设备上，如PC,SGI, HP SUN DEC旧M CRA潸。目前版本为ANSYS5.7®,其微机版本要求的操 作系统为 Windows 95/98或Windows NT也可运行于UNIX系统下。微机版的基本硬 件要求为：显示分辨率为1024X 768,显示内存为2M以上，硬盘大于350M推荐使用17英寸显示器启动ANSYS进入欢迎圆面以后，程

31、序停留在开始平台。从开始平台（主菜单） 可以进入各处理模块：PREP7（通用前处理模块），SOLUTION求解模块），POST1（通 用后处理模块），POST26时间历程后处理模块）。ANSYS5户手册的全部内容都可以 联机查阅。用户的指令可以通过鼠标点击菜单项选取和执行，也可以在命令输入窗口通过键 盘输入。命令一经执行，该命令就会在.LOG文件中列出，打开输出窗口可以看到.LOG 文件的内容。如果软件运行过程中出现问题，查看 .LOG文件中的命令流及其错误提 示，将有助丁快速发现问题的根源。.LOG文件的内容可以略作修改存到一个批处理 文件中，在以后进行同样工作时，由ANSY筋动读入并执行，

32、这是ANSY歆件的第三 种命令输入方式。这种命令方式在进行某些重复性较高的工作时，能有效地提高工作速度。5.1.2 ANSYS分析求解步骤1）实体建模；2）网格划分；3）施加载荷：4）分析求解5.2 ANSYSb析15.1实体模型【ANSY尊例】螺栓疲劳强度分析（GUI）计算模型见图5-1，该问题的有限元分析过程如下。（1）进入ANSYS设定工作目录和工作文件）程序t ANSYS t ANSYS Interactive t Working directory（设置工作目录）tInitial jobname （设置工作文件名）：Press t Run t OK（2）设置分析特性ANSYS Mai

33、n Menu Preferences , t Structural t OK（3）定义单元类型ANSYSMain Menu Preprocessor t Element Type Add/Edit/Delete. Add, t Solid: Tet 10node 187（10节点四面实体结构单元）t OK （返回到ElementTypes 窗口）t Close ,（4）定义材料参数ANSYSMain Menu: Preprocessor t Material Props t Material Models t Structural Linear Elastic Isotropic : EX 2

34、.06e11 （弹性模量），PRXY 0.3 （泊松比）t OK t鼠标点击该窗口右上角的“x”来关闭该窗口（5）PROEEJ入实体几何模型（6）ANSYS Main Menu Preprocessor t Meshing t MeshTool t 位于 Size Controls下的Lines : Set 要求选择定义单元划分数的线。选择底座圆周纵向的线t OKt Element Size on Picked ,在 No.of element divisions 下输入：5tOKt MesA Volumes t Mesh t Pick all（如图 5-2）图5-2网格划分结果(7)模型施加

35、位移约束ANSYS Main Menu:Solution Loads Apply Stuctural-Displacement on Lines t拾取底座底面的所有外边界线t OQ选择ALL DO日乍为约束自由度t OKNSYS Main Menu:Solution Loads Apply Stuctural-Displacement on Lines 拾取底座底面螺栓孔边界线t选择U片OK(8) 模型施加载荷和约束.在底座上表面施加工作载荷ANSYSMain Menu Solution Loads Apply Structural Pressure On AreasT拾取底座上表面 T O

36、K T VALUE -125664 t OK用箭头显示压力值ANSYS Utility Menu : PlotCtrls tSymbols (Show Pres and convect as ) tOKSAVE-DB保存数据库(9) 分析计算ANSYS Main Menu Solution t Solve t Current LS t OK(10) 结果显示ANSYSMain Menu General Postproc t Plot Results t Deformed shape, t Def shape only tOK（返回至U Plot Results ） t Contour Plot

37、 tNodal Solu t Stress t von Mises stress OK (还可以继续观察其他结果)(11)退出系统ANSYS Utility Menu : File Exit , Save Everything OK(12)计算结果验证按以上计算方案，可得到最大Von Miss等效应力和最大的Y方向应力分别为: 34.6MPa 12.8 MPa，等效应力与Y方向应力分布分别如图5-3、5-4所示 (a) Von Mises等效应力(Pa) (2) Y 方向(垂直方向)的应力(Pa)NODAL SOLUTIONSUB =1TIME=1SEQV （AVG）DMK =.029676S

38、MX 36E+08ANSYSMAY 31 2011.14:37160.769E+07. 1E.ED9.231E+0$. 509E40$.5965+07.11&E+08-l'）2E+0$,舞 9E+鹏qianq du j _ao he图5-3 : Von Miss等效应力（Pa）1NODAL SOLUTIONSTEP-1SUB =1TIME=1SY(AVG)RSY3=0DMX =.028676SPOT =-b2 67E+08SMK =.126E+08MAY 31 2011：50-.267E+0B-179E+D8-_91fiE+D7-371775-841E-H11-_223E+0e

39、-.136E+QB-.476E+O7-JD2E+07.120+09qiang du j iao he图5-4 : -Y方向（垂直方向）的应力（Pa）螺栓疲劳强度计算结果为验证计算结果，气缸底座为参考对象，假设其受均布载荷，-Y方向（垂直）应力为:8976N/ （3.14X （14/2） 2） =58.3 MPa>12.8 MPa可见与上右图相吻合。5.3ANSY龄析总结由ANSY安析可知此种设计及其参数满足各项要求。气缸的螺栓连接设计是合理 的。有限元分析在设计的过程中发挥着非常重要的作用应该引起大家的重视。l总结根据以上比较分析，我们很容易看出，若按规律设计计算， n值偏大，使用不安

40、全，故在安全性要求较高及精度要求高的设备中研发设计时很少用； 变载荷螺栓疲劳 强度设计若按规律进行计算，具备足够的精确度，所以在精度要求高， ，特别重要的 机械设备常采用这种方法，是用的范围最广的；按应力幅强度条件计算，精确度次之， 但是由于其方法比较简单故在一般的机械设备中经常用到。由ANSY面限元分析结果可知，设计完全符合强度要求。虽然有限元对零件进行 塑性变形计算的时间远大于进行弹性计算所需的时间。但是零件在使用期限内,其疲劳载荷系列中往往只有很小一部分使材料进入了塑性区；绝大部分的载荷序列都只使材料发生弹性变形，而弹性有限分析的速度是很快的，所以可以使用。疲劳破坏是机械零件的常见破坏形式，对零件进行疲劳计算分析对于设计而言至 关重要的环节之一。随着有限元法的广泛应用与结构受力分析。很多疲劳分析软件都 直接使用有限元软件的分析结构作为输入。 象ANSYS种优秀的分析软件在机械设计 领域必定得到更加广泛的应用。1参考文献1 刘鸿文.材料力学。4版。北京：高等教育出版社，2004。2 濮良贵 纪名刚，机械设计。8版，北京：高等教育出版社，2006.3 王步瀛.机械零件强度计算的理论和方法。北京：高等教育出版社，19864 卜炎.螺纹连接设计与计算。北京：高等教育出版社，19935 苏谢联先C B。机械零件的承载能力和强度计算。汪一麟，等译。北京：机械工业出版社，1