螺栓连接实验及报告

1、螺栓联接实验指导书机电学院机械基础实验室2011. 9如文档对您有帮助，欢迎下载支持，谢谢！螺栓联接实验指导书实验目的掌握测试受轴向工作载荷的紧螺栓联接的受力和变形曲线（即变形协调图）。掌握求联接件（螺栓）刚度C、被联接件刚度C、相对刚度C/C +C。1 21.12了解试验预紧力和相对刚度对应力幅的影响，以考察对螺栓疲劳的影响。实验设备图41为LB-87型螺栓联接实验机结构组成示意图，手轮1相当于螺母，与螺 栓杆2相连。套筒3相当于被联接件，拧紧手轮1就可将联接副预紧，并且联接件受 拉力作用，被联接件受压力作用。在螺栓杆和套筒上均贴有电阻应变片，用电阻应变 仪测量它们的应变来求受力和变形量。测

2、力环4是用来间接的指示轴向工作载荷的。 拧紧加载手轮（螺母）6使拉杆5产生轴向拉力，经过测力环4将轴向力作用到螺杆 上。测力环上的百分表读数正比于轴向载荷的大小。LB-87型螺栓联接实验机的主要实验参数如下：1）.螺栓材料为45号钢，弹性模量E1=2.06X 105N/mm2，螺栓杆直径d=10mm，有效变 形计算长度L =130mm。2）.套筒材料为45号钢，弹性模量E=2 . 06X 105N/mm2，两件套筒外径分别为D=31和232，内径为D =27.5mm，有效变形计算长度L=130mm.。2 .仪器121）YJ-26型数字电阻应变仪。dD1图4-1 LB-87型螺栓联接实验机结构图

3、。1-预紧手轮；2-螺栓杆；3-被连接件；4-测力环；5-拉杆；6-加载手轮2）YJ-18型数字电阻应变仪。3）PR10-18型预调平衡箱。1-加载手轮2-拉杆3-测力计百分表4-测力环5-套筒6-电阻应变片7-螺栓8-背紧手轮9-予紧手轮实验原理1 .力与变形协调关系在螺栓联接中，当联接副受轴向载荷后，螺栓受拉力，产生拉伸变形；被联接件 受压力，产生压缩变形，根据螺栓（联接件）和被联接件预紧力相等，可把二者的力 和变形图线画在一个坐标系中，如4-3所示。当联接副受工作载荷后，螺栓因受轴剩余预紧力Q，这时，螺栓伸长变形的增量入，等于被联接件压缩变形的恢复 入，即入1=心2二入，也就是说变形的关

4、系是协调的。因此，又称为变形协调图。2知道了力和变形的大小便可计算出连接副的刚度的大小，即力与变形之比Q/入称为刚度。C=Q/入为螺栓刚度；C=Q/入 为被联接件刚度。C/C +C称为螺栓的相对强度。在力- TOC o 1-5 h z 11222112变形图上，刚度表现为图线的斜率。为了提高螺栓的疲劳强度，通常采用降低：1或增加C2的方法 以降低载荷的变化值 F。122 .主要公式螺栓联接的受力和变形，采用在试件上贴电阻应变片，并配接电阻应变仪加以测量，通常应变仪测量的数值为微应变，其可以表示为式：M=x 10-6(4-1)应变片的接线按半桥接到应变仪上。材料在弹性限度内，应力与应变的关系为：

5、b= E X= E xpx 10 -6( 4 2 )故螺栓拉力为： TOC o 1-5 h z nd 2，一、F = o x A = E x pe x 1 0-6 x 耳(4 3)被联接件(套筒)压力为：F =o A = Expe x 1 0-6 ”(D2 -D)(44)22 224螺栓伸长变形为:人=螺栓伸长变形为:人=pe x 1 0 -6 x L(45)套筒压缩变形为：气=pe2 x 1 0-6 xL2(46)轴向工作载荷可由测力环中百分表读数测出：F = K x S(4 7)式中：K一测力环刚度，单位为：公斤/格；S一百分表读数一指针格数； 3,测试系统说明测试系统原理示意图如图4-4

6、所示，图中R、R,为贴在螺栓或套筒上的电阻应变 片，即受力应变片；R、R2,为温度补偿片，贴在与螺栓材料相同的零件上；R、R，、 R、R，共同组成外测量半桥，Z3、Z4为应变仪的内半桥电阻，与R、R组成一个全桥。2212图44 .测试系统连接原理图测量前应对电桥调平衡，即在电阻应变片未受力的情况下，其阻值未发生改变， 电桥的输出信号值为零。当螺栓和被联接件受力时，则贴在其上的电阻应变片R、R 的电阻值将发生变化，即电桥的信号输出与受力件的变形成正比，经放大器将其电压 信号放大和检波后，经A/D换成与模拟量对应的数字量，显示器显示出螺栓或套筒的 微应变量值，经计算后可得到联接副的联接件与被连接件

7、的力和变形的数值。实验步骤用LB-84实验机步骤.在指导老师的指导下，按上图44所示的线路连接原理图，将连线接好。.将LBX-84实验机的螺栓联接处于卸载状态，测力环应处于不受力状态，且把百分表小指针调为零。.打开应变仪电源，后面板开关打到半桥处。.按下“基0”开关，调节“电阻平衡”电位器，使显示为0000。.按下“标定”开关，调节“灵敏度”电位器，使显示为-5000，并反复调平衡(零点)和定标(一 5 0 0 0 )。电桥调平衡：使加载及预紧手轮处于松弛状态，按下应变仪测量铵钮，调节对应的电 位器的电阻值，使应变仪的输出值为零。加预紧力：参照LBX-84实验机结构原理说明，松开手轮6,松开背

8、紧手轮8,拧紧 手轮9,使应变仪指示为500p ，背紧1，松开手轮9,则完成预紧。.施加轴向载荷：顺时针旋转手轮6,通过测力环对螺栓连接副施加轴向工作载荷， 最大工作载荷应控制为百分表不超过40小格，在此范围内使百分表分别为10、20、 30、40小格进行加载实验。通过切换开关分别记录螺栓、套筒的微应变量数值并记录。 8).测试完毕后，卸去轴向工作载荷，卸除预紧力。用LB-87实验机进行实验.将YJ-18应变仪与Pr10-18预调箱联系好。.将被测应变片引线A BC(螺栓)、A2BC (套筒)分别于预调箱的1路、2路的A、 B、C连接好，LB-87实验机的两个手轮松开，即螺栓处于无载状态。.测

9、试系统调零：按下YJ-18应变仪电源开关，分别按下“X 10”、“X 1”开关，在 连接副未受力的情况下，将预调箱切换开关分别打到1路和2路，调节对应的“电阻 平衡”电位器，使应变仪显示的数值为零，则仪器调零结束。.加预紧力：转手轮1,并将电阻箱切换开关到1路，按螺栓的应变值为500p 左 右进行预紧。分别将切换开关进行切换到1、2路，记录下应变仪显示的微应变值。 加轴向载荷：拧动手轮6,依次按百分表10、20、30、40小格进行加载，分别测量螺 栓、套筒的微应变值。.卸载：松开手轮6,测力环百分表读数为零，卸载完毕。.卸预紧力：松开预紧手轮1。实验注意事项给各油杯及螺母端面加润滑油。螺栓最大

10、应变值|J 800,应避免螺栓过载，最小应变值p N400,应避免施 加轴向工作载荷后联接开缝，建议预紧力选在螺栓应变值500p 左右。特别提醒：在计算受力和变形数值应将微变值应值处以2。思考题求相对刚度C/C +C，并与教材介绍的数值对比分析。考察联接件刚度不同2时，对螺栓应力幅的影响，将两个套筒在预紧力相同的F入 图线画在同一坐标中进行分析比较。如文档对您有帮助，欢迎下载支持，谢谢！螺栓联接实验报告姓名： 学号： 实验日期：年月 日实验地点：一、实验目的二、实验手段及测试线路简图三、实验记录及计算结果如文档对您有帮助，欢迎下载支持，谢谢!1.实验数据表予紧次数1加载次数12345测力读数（格）工作载荷F（N）螺 栓八1/2F 总（N）A 1C1（N/mm）平均c1套桶甲31八2/2F 总（N）A 2C2（N/mm）平均c2予紧次数2加载次数12