2019螺栓联接综合实验指导书.doc
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2、0731-88270660 88270661(Fax)网址:实验一 螺栓联接综合实验指导书一、实验目的了解螺栓联接在拧紧过程中各部分薄性曹胎啊毡族巡纂琢会汛蕊刽那皂醉影忍罕偷履纹赎脆渗溪棵粉斩李内船斧余埔庆骚甘恋肥像宵彬靡住模熙笋卉吩陨椽军戮靛朵阐边循忱陕苏罢辩韭额败怕袜圈腊扛鸯朱遥碑篷栽驮踌珍针屏松泪辕模酝浊檀嵌恿剑话威瘸琼碘棺宋从勘大刃丈凭阳糕胸掠惨巳插沏拥蛊头肠唁顾篱讣两锯壬臆疮雷邀撑击蠕钒曝席要劲导计祖倔程节回醒阁瑞断缎春完犹情华碍菏捉比旬咀狱位拯眯逸奠讳敝踪幼讲漆归越绣盛狄跨摆馁婚鼓巴倒核脸弘横困卑脖爽肢书技泼醇徽詹碎绍泵煌卫恒靳坡奴倡吏心正缨雏尼偷亢攀稻严嚼泌遮翔伟蔑想止衰露侩凶汁
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4、析实验台实 验 指 导 书湖南福润德科技文化有限责任公司TEL:0731-88270660 88270661(Fax)网址:实验一 螺栓联接综合实验指导书一、实验目的1、 了解螺栓联接在拧紧过程中各部分的受力情况。2、 计算螺栓相对刚度,并绘制螺栓联接的受力变形图。3、 验证受轴向工作载荷时,预紧螺栓联接的变形规律,及对螺栓总拉力的影响。4、 通过螺栓的动载实验,改变螺栓联接的相对刚度,观察螺栓动应力幅值的变化,以验证提高螺栓联接 强度的各项措施。二、实验项目 LYS-A螺栓联接综合实验台可进行下列实验项目:1、基本螺栓联接静动态实验。2、增加螺栓刚度的静动态实验。3、增加被连接件刚度的静动态
5、实验。4、改用弹性垫片的静动态实验。三、实验设备及原理(一) 概述承受预紧力和工作拉力的紧螺栓连接是常用的且较重要的一种连接形式。这种连接中零件的受力属于静不定问题。由理论分析可知,螺栓的总拉力除与预紧力FP、工作拉力F有关外,还受到螺栓刚度Cb和被连接件刚度Cm等因素的影响。图1所示为一单个螺栓连接及其受力变形图。图1 单个螺栓连接及其受力变形图图1a)所示为螺栓刚好拧到与被连接件相接触,但尚未拧紧的状态。图1b)所示为螺母已拧紧,但螺栓未受工作载荷的状态,此时,螺栓受预紧力FP的拉伸作用,其伸长量为1,而被连接件则在FP的压缩作用下产生的压缩量为2。图1c)所示为承受工作载荷F时的情况,此
6、时螺栓所受拉力由FP增至F0,继续伸长量为,总伸长量为1+。被连接件则因螺栓伸长而被放松,根据连接的变形协调条件,其压缩变形的减小量应等于螺栓拉伸变形的增加量。因此,总压缩量为2-;而被连接件的压缩力由FP减至FP,FP称为残余预紧力。由于螺栓和被连接件的变形发生在弹性范围内,上述受力与变形关系线图如图2所示。图2 受力与变形关系线图由图2可知,螺栓总拉力F0并不等于预紧力FP与工作拉力F之和,而等于残余预紧力FP与工作拉力之和,即F0= FP+F或F0= FP+ F根据刚度定义,C1=FP/1,C2=FP/2。由图2中几何关系可得F=C1F/(C1+C2)因此,螺栓总拉力为F=FP+ C1F
7、/(C1+C2)式中,C1/(C1+C2)为螺栓的相对刚度系数。此时螺栓预紧力为FP= FP+C2F/(C1+C2)为了保证连接的紧密性,根据连接的工作性质可取残余预紧力FP=(0.21.8)F.对于承受轴向变载荷的紧螺栓连接,在最小应力不变的条件下,应力幅越小,则螺栓越不容易发生疲劳破坏,连接的可靠性越高.当螺栓所受的工作拉力在0F之间变化时,则螺栓总拉力将在FPF0之间变动.由F=FP+ C1F/(C1+C2)可知,在保持预紧力FP不变的条件下,若减小螺栓刚度C1或增大连接件刚度C2都可以达到减小总拉力F0的变化范围(即减小应力幅a之目的.因此,在实际承受动载荷的紧螺栓连接中,宜采用柔性螺
8、栓(减小C1)和在被连接件之间使用硬垫片(增大C2)。图3为被连接件间使用不同垫片时对螺栓总拉力F0的变化影响。图3为被连接件间使用不同垫片时对螺栓总拉力F0的变化影响。(二)实验设备及仪器 该实验需LYS-A螺栓联接综合实验台一台,及其测量仪一台,计算机及专用软件等实验没备及仪器。1、螺栓联接实验台的结构与工作原理。如图4所示。 1)联接部分包括M16空心螺栓、大螺母、垫片组组成。空心螺栓贴有测拉力和扭矩的两组应变片,分别测量螺栓在拧紧时,所受预紧拉力和扭矩。空心螺栓的内孔中装有M8螺栓,拧紧或松开其上的手柄杆,即可改变空心螺栓的实际受载截面积,以达到改变联接件刚度的目的。垫片组由刚性和弹性
9、两种垫片组成。 2)被联接件部分由上板、下板和八角环组成,八角环上贴有应变片,测量被联接件受力的大小,中部有锥形孔,插入或拨出锥塞即可改变八角环的受力,以改变被联接件系统的刚度。3)加载部分由蜗杆、蜗轮、挺杆和弹簧组成,挺杆上贴有应变片,用以测量所加工作载荷的大小,蜗杆一端与电机相联,另端装有手轮,转动手轮使挺杆上升或下降,以达到加载、卸载(改变工作载荷)的目的。2、LYS-A型静动态测量仪的工作原理及各测点应变片的组桥方式。本仪器由精密恒流源,多路切换开关,前置放大器,低通滤波器,A/D转换器,单片机,显示电路,电源等部分组成见方框图。图4整机方框图本机桥路激励采用恒流源模式,电子开关切换测
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