螺栓連接的基本計算

含預應力的螺栓連接計算。來自軸向或切向力的負載。計算以公制單位或英制單位進行。採用 ANSI 標準集時,計算以英制單位進行,並且需要包括相應的螺栓標註。

輸入參數

Ψ

緊密度係數 - 使用預應力螺栓連接時,不希望材料之間存在距離 (例如,由於表面的品質較差),此安全係數的引入即是為了防止材料之間存在距離。緊密度係數 k = 1 + Ψ (其他緊密度係數Ψ = 0.5 - 1.5)。建議的最小值為 1.2。

F a

最大作業軸向力

n

力輸入係數

F t

最大作業切向力

f

接頭摩擦係數 (連接的材料之間)

z

螺栓數量

d

螺紋直徑

p

螺紋節距

d s

平均螺栓直徑

d min

最小螺栓直徑

S y

降伏強度

k s

安全係數 (根據要求的接合安全性等級選取該值。)

p A

容許的螺紋壓力 (螺帽)

E 1

螺栓的彈性係數

f 1

螺帽和螺栓之間的螺紋摩擦係數

f 2

螺帽或螺栓的接觸曲面摩擦係數

L

連接材料的寬度

E 2

連接材料的彈性係數

計算的參數

根據以下計算公式,此程式會透過指定的標稱螺栓直徑來計算螺栓的幾何標註:

螺帽螺紋的最小直徑

D 1 = d - 1.082531 p

螺紋的節圓直徑

d 2 = d - 0.649519 p

螺栓連接的計算:

接合中的工作力 - 由軸向力所決定,必須透過連接材料的摩擦確保切向力轉移。另外還受到緊繃 (由接合緊繃係數所表示) 要求的影響。

預應力 - 以接合的工作力為基礎,並透過使用 c n 降伏常數來考量螺栓與凸緣的彈性降伏。

其中:

 

c 1 = c 10 + (1 - n) c 20

 

c 2 = n c 20

 

 

 

對於鋼,a = 10

 

對於鑄鐵,a = 8

 

對於鋁及鋁合金,a = 6

所需的鎖緊力矩 - 由預應力所決定,並且受到螺帽與螺栓之間的螺紋摩擦係數以及螺帽或螺栓的接觸面摩擦係數影響。

計算的螺栓中扭應力

計算的螺栓中扭應力

螺栓的等效應力

負載螺栓的最大力所造成的應力

計算的螺紋中壓力

計算檢查 - 鎖緊接合和作業期間螺栓中的應力 (考慮指定的接合安全性),以及螺紋中容許壓力的檢查。

σ red S y / k s and σ max S y / k s and p c p A