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Chapter 6Updated 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 mm24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 )。81.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M6102. 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 FsmaxZ =1 m=1 S=0.2 kf =1.2 =200Mpa11M16 P=2mm, H=0.866P=0.86622=1.732d1=dc+H/6=12.66+1.732/6=12.949 mmM16 d1=13.835 故取M16123. 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,亦为13三、螺栓直径: 1. 由不滑条件求预紧力:2. 求最大工作载荷:3. 求受力最大螺栓上的总拉力:144. 由螺栓的拉伸强度条件求直径:15
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