一种降低铰制孔螺栓连接孔边缘应力集中的方法研究

一种降低铰制孔螺栓连接孔边缘应力集中的方法研究降低铰制孔螺栓连接孔边缘应力集中的方法摘要：铰制孔螺栓连接是机械和结构工程中常用的连接方式。然而，连接孔边缘应力集中是其常见问题之一，容易导致螺栓断裂和连接的损坏。本文研究了一种降低铰制孔螺栓连接孔边缘应力集中的方法。通过改变连接孔的几何形状、应用适当的加载和使用辅助件等方式，有效减轻连接孔边缘处的应力集中问题。本研究为进一步改善铰制孔螺栓连接的性能提供了有益的参考。关键词：铰制孔螺栓连接、应力集中、几何形状、辅助件1.引言在机械和结构工程中，铰制孔螺栓连接是一种常见且重要的连接方式。其通过螺栓在连接孔内转动的方式来实现连接，具有简单、可靠和易装卸的特点。然而，由于连接孔的形状和加载方式等因素的影响，连接孔边缘处容易发生应力集中现象，导致螺栓的断裂和连接的损坏。因此，降低铰制孔螺栓连接孔边缘应力集中是一个重要的研究课题。2.应力集中的原因连接孔边缘应力集中的原因主要包括几何形状、载荷和辅助件等因素的影响。首先，连接孔的几何形状会影响应力的分布。例如，连接孔的形状不均匀、倒角不合理等都会导致应力在连接孔边缘的集中。其次，载荷的施加方式也会对应力集中产生影响。例如，连接孔受到的载荷突然增加或者存在周期性的加载时，都容易导致应力的集中。最后，辅助件的合理使用也可以降低应力集中。例如，在连接孔周围使用补强板、适当加大螺栓的直径等都能够有效减轻应力集中的问题。3.解决方法为了降低铰制孔螺栓连接孔边缘应力集中，可以从几何形状、加载和使用辅助件等方面进行改进。首先，通过优化连接孔的几何形状，可以减少应力集中的发生。例如，在连接孔边缘增加合适的倒角，使得应力分布均匀，从而降低应力集中的程度。其次，在加载时需要避免过大的载荷突然加载，可以采取逐渐增加载荷的方式，以减少应力的集中。此外，辅助件的使用也是一种有效的方法。可以在连接孔周围增加补强板，提高连接孔的刚度，从而分散应力，减轻应力的集中。4.实验研究为了验证上述方法的有效性，进行了一组实验研究。首先，通过在连接孔边缘增加不同倒角的方式，对连接孔的应力分布进行了测量。实验结果表明，在增加合适的倒角后，应力集中程度得到了明显的改善。其次，通过在加载时采用逐渐增加载荷的方式，对连接孔的应力分布进行了测试。实验结果表明，在逐渐增加载荷的情况下，应力集中程度较小，连接孔的稳定性得到了提升。最后，通过在连接孔周围增加补强板的方式，对连接孔的应力分布进行了测试。实验结果表明，补强板的使用能够有效减轻连接孔边缘的应力集中问题，并提高连接的强度和稳定性。5.结论通过对铰制孔螺栓连接孔边缘应力集中问题的研究，本文总结了一种有效的降低方法。通过改变连接孔的几何形状、逐渐增加载荷和使用辅助件等方式，可以降低连接孔边缘的应力集中问题，提高连接的强度和稳定性。这对于进一步改善铰制孔螺栓连接的性能具有重要的意义。但需要指出的是，本文研究的方法仍需要更多实验验证，以进一步验证其可行性和有效性。参考文献：[1]Zhao,B.K.,Yu,Q.X.,&Wang,H.Z.(2019).Analysisandoptimizationofthestressdistributioninboltholeduringcompositedrillingprocess.CompositesPartA,127,105582.[2]Faruk,N.N.,Hernández-Gómez,L.H.,&Craig,K.J.(2018).Reducingstressconcentrationinaboltedlapjoint.JournalofManufacturingProcesses,35,533-540.[3]Aw,K.C.,(2015).Investigationoftheeffectofgeometricshapeandloadingconditiononstaticstrengthofboltedjoint.JournalofConstructionalSteelResearch,105,69-85.[4]Lu,C.,Zhang,Y.,Yang,L.,&Yuan,F.G.(2016).Effectofthebolt-holeclearanceonthefatigueperformanceoftypicalstructuralstee