螺栓連接實(shí)驗(yàn)及報(bào)告

1、螺栓聯(lián)接實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書機(jī)電學(xué)院機(jī)械基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室2011. 9如文檔對您有幫助，歡迎下載支持，謝謝！螺栓聯(lián)接實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆諟y試受軸向工作載荷的緊螺栓聯(lián)接的受力和變形曲線（即變形協(xié)調(diào)圖）。掌握求聯(lián)接件（螺栓）剛度C、被聯(lián)接件剛度C、相對剛度C/C +C。1 21.12了解試驗(yàn)預(yù)緊力和相對剛度對應(yīng)力幅的影響，以考察對螺栓疲勞的影響。實(shí)驗(yàn)設(shè)備圖41為LB-87型螺栓聯(lián)接實(shí)驗(yàn)機(jī)結(jié)構(gòu)組成示意圖，手輪1相當(dāng)于螺母，與螺 栓桿2相連。套筒3相當(dāng)于被聯(lián)接件，擰緊手輪1就可將聯(lián)接副預(yù)緊，并且聯(lián)接件受 拉力作用，被聯(lián)接件受壓力作用。在螺栓桿和套筒上均貼有電阻應(yīng)變片，用電阻應(yīng)變 儀測量它們的應(yīng)變來求受力和變形量。測

2、力環(huán)4是用來間接的指示軸向工作載荷的。 擰緊加載手輪（螺母）6使拉桿5產(chǎn)生軸向拉力，經(jīng)過測力環(huán)4將軸向力作用到螺桿 上。測力環(huán)上的百分表讀數(shù)正比于軸向載荷的大小。LB-87型螺栓聯(lián)接實(shí)驗(yàn)機(jī)的主要實(shí)驗(yàn)參數(shù)如下：1）.螺栓材料為45號鋼，彈性模量E1=2.06X 105N/mm2，螺栓桿直徑d=10mm，有效變 形計(jì)算長度L =130mm。2）.套筒材料為45號鋼，彈性模量E=2 . 06X 105N/mm2，兩件套筒外徑分別為D=31和232，內(nèi)徑為D =27.5mm，有效變形計(jì)算長度L=130mm.。2 .儀器121）YJ-26型數(shù)字電阻應(yīng)變儀。dD1圖4-1 LB-87型螺栓聯(lián)接實(shí)驗(yàn)機(jī)結(jié)構(gòu)圖

3、。1-預(yù)緊手輪；2-螺栓桿；3-被連接件；4-測力環(huán)；5-拉桿；6-加載手輪2）YJ-18型數(shù)字電阻應(yīng)變儀。3）PR10-18型預(yù)調(diào)平衡箱。1-加載手輪2-拉桿3-測力計(jì)百分表4-測力環(huán)5-套筒6-電阻應(yīng)變片7-螺栓8-背緊手輪9-予緊手輪實(shí)驗(yàn)原理1 .力與變形協(xié)調(diào)關(guān)系在螺栓聯(lián)接中，當(dāng)聯(lián)接副受軸向載荷后，螺栓受拉力，產(chǎn)生拉伸變形；被聯(lián)接件 受壓力，產(chǎn)生壓縮變形，根據(jù)螺栓（聯(lián)接件）和被聯(lián)接件預(yù)緊力相等，可把二者的力 和變形圖線畫在一個坐標(biāo)系中，如4-3所示。當(dāng)聯(lián)接副受工作載荷后，螺栓因受軸剩余預(yù)緊力Q，這時，螺栓伸長變形的增量入，等于被聯(lián)接件壓縮變形的恢復(fù) 入，即入1=心2二入，也就是說變形的關(guān)

4、系是協(xié)調(diào)的。因此，又稱為變形協(xié)調(diào)圖。2知道了力和變形的大小便可計(jì)算出連接副的剛度的大小，即力與變形之比Q/入稱為剛度。C=Q/入為螺栓剛度；C=Q/入 為被聯(lián)接件剛度。C/C +C稱為螺栓的相對強(qiáng)度。在力- TOC o 1-5 h z 11222112變形圖上，剛度表現(xiàn)為圖線的斜率。為了提高螺栓的疲勞強(qiáng)度，通常采用降低：1或增加C2的方法 以降低載荷的變化值 F。122 .主要公式螺栓聯(lián)接的受力和變形，采用在試件上貼電阻應(yīng)變片，并配接電阻應(yīng)變儀加以測量，通常應(yīng)變儀測量的數(shù)值為微應(yīng)變，其可以表示為式：M=x 10-6(4-1)應(yīng)變片的接線按半橋接到應(yīng)變儀上。材料在彈性限度內(nèi)，應(yīng)力與應(yīng)變的關(guān)系為：

5、b= E X= E xpx 10 -6( 4 2 )故螺栓拉力為： TOC o 1-5 h z nd 2，一、F = o x A = E x pe x 1 0-6 x 耳(4 3)被聯(lián)接件(套筒)壓力為：F =o A = Expe x 1 0-6 ”(D2 -D)(44)22 224螺栓伸長變形為:人=螺栓伸長變形為:人=pe x 1 0 -6 x L(45)套筒壓縮變形為：氣=pe2 x 1 0-6 xL2(46)軸向工作載荷可由測力環(huán)中百分表讀數(shù)測出：F = K x S(4 7)式中：K一測力環(huán)剛度，單位為：公斤/格；S一百分表讀數(shù)一指針格數(shù)； 3,測試系統(tǒng)說明測試系統(tǒng)原理示意圖如圖4-4

6、所示，圖中R、R,為貼在螺栓或套筒上的電阻應(yīng)變 片，即受力應(yīng)變片；R、R2,為溫度補(bǔ)償片，貼在與螺栓材料相同的零件上；R、R，、 R、R，共同組成外測量半橋，Z3、Z4為應(yīng)變儀的內(nèi)半橋電阻，與R、R組成一個全橋。2212圖44 .測試系統(tǒng)連接原理圖測量前應(yīng)對電橋調(diào)平衡，即在電阻應(yīng)變片未受力的情況下，其阻值未發(fā)生改變， 電橋的輸出信號值為零。當(dāng)螺栓和被聯(lián)接件受力時，則貼在其上的電阻應(yīng)變片R、R 的電阻值將發(fā)生變化，即電橋的信號輸出與受力件的變形成正比，經(jīng)放大器將其電壓 信號放大和檢波后，經(jīng)A/D換成與模擬量對應(yīng)的數(shù)字量，顯示器顯示出螺栓或套筒的 微應(yīng)變量值，經(jīng)計(jì)算后可得到聯(lián)接副的聯(lián)接件與被連接件

7、的力和變形的數(shù)值。實(shí)驗(yàn)步驟用LB-84實(shí)驗(yàn)機(jī)步驟.在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下，按上圖44所示的線路連接原理圖，將連線接好。.將LBX-84實(shí)驗(yàn)機(jī)的螺栓聯(lián)接處于卸載狀態(tài)，測力環(huán)應(yīng)處于不受力狀態(tài)，且把百分表小指針調(diào)為零。.打開應(yīng)變儀電源，后面板開關(guān)打到半橋處。.按下“基0”開關(guān)，調(diào)節(jié)“電阻平衡”電位器，使顯示為0000。.按下“標(biāo)定”開關(guān)，調(diào)節(jié)“靈敏度”電位器，使顯示為-5000，并反復(fù)調(diào)平衡(零點(diǎn))和定標(biāo)(一 5 0 0 0 )。電橋調(diào)平衡：使加載及預(yù)緊手輪處于松弛狀態(tài)，按下應(yīng)變儀測量銨鈕，調(diào)節(jié)對應(yīng)的電 位器的電阻值，使應(yīng)變儀的輸出值為零。加預(yù)緊力：參照LBX-84實(shí)驗(yàn)機(jī)結(jié)構(gòu)原理說明，松開手輪6,松開背

8、緊手輪8,擰緊 手輪9,使應(yīng)變儀指示為500p ，背緊1，松開手輪9,則完成預(yù)緊。.施加軸向載荷：順時針旋轉(zhuǎn)手輪6,通過測力環(huán)對螺栓連接副施加軸向工作載荷， 最大工作載荷應(yīng)控制為百分表不超過40小格，在此范圍內(nèi)使百分表分別為10、20、 30、40小格進(jìn)行加載實(shí)驗(yàn)。通過切換開關(guān)分別記錄螺栓、套筒的微應(yīng)變量數(shù)值并記錄。 8).測試完畢后，卸去軸向工作載荷，卸除預(yù)緊力。用LB-87實(shí)驗(yàn)機(jī)進(jìn)行實(shí)驗(yàn).將YJ-18應(yīng)變儀與Pr10-18預(yù)調(diào)箱聯(lián)系好。.將被測應(yīng)變片引線A BC(螺栓)、A2BC (套筒)分別于預(yù)調(diào)箱的1路、2路的A、 B、C連接好，LB-87實(shí)驗(yàn)機(jī)的兩個手輪松開，即螺栓處于無載狀態(tài)。.測

9、試系統(tǒng)調(diào)零：按下YJ-18應(yīng)變儀電源開關(guān)，分別按下“X 10”、“X 1”開關(guān)，在 連接副未受力的情況下，將預(yù)調(diào)箱切換開關(guān)分別打到1路和2路，調(diào)節(jié)對應(yīng)的“電阻 平衡”電位器，使應(yīng)變儀顯示的數(shù)值為零，則儀器調(diào)零結(jié)束。.加預(yù)緊力：轉(zhuǎn)手輪1,并將電阻箱切換開關(guān)到1路，按螺栓的應(yīng)變值為500p 左 右進(jìn)行預(yù)緊。分別將切換開關(guān)進(jìn)行切換到1、2路，記錄下應(yīng)變儀顯示的微應(yīng)變值。 加軸向載荷：擰動手輪6,依次按百分表10、20、30、40小格進(jìn)行加載，分別測量螺 栓、套筒的微應(yīng)變值。.卸載：松開手輪6,測力環(huán)百分表讀數(shù)為零，卸載完畢。.卸預(yù)緊力：松開預(yù)緊手輪1。實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)給各油杯及螺母端面加潤滑油。螺栓最大

10、應(yīng)變值|J 800,應(yīng)避免螺栓過載，最小應(yīng)變值p N400,應(yīng)避免施 加軸向工作載荷后聯(lián)接開縫，建議預(yù)緊力選在螺栓應(yīng)變值500p 左右。特別提醒：在計(jì)算受力和變形數(shù)值應(yīng)將微變值應(yīng)值處以2。思考題求相對剛度C/C +C，并與教材介紹的數(shù)值對比分析?？疾炻?lián)接件剛度不同2時，對螺栓應(yīng)力幅的影響，將兩個套筒在預(yù)緊力相同的F入 圖線畫在同一坐標(biāo)中進(jìn)行分析比較。如文檔對您有幫助，歡迎下載支持，謝謝！螺栓聯(lián)接實(shí)驗(yàn)報(bào)告姓名： 學(xué)號： 實(shí)驗(yàn)日期：年月 日實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)：一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康亩?、?shí)驗(yàn)手段及測試線路簡圖三、實(shí)驗(yàn)記錄及計(jì)算結(jié)果如文檔對您有幫助，歡迎下載支持，謝謝!1.實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表予緊次數(shù)1加載次數(shù)12345測力讀數(shù)（格）工作載荷F（N）螺 栓八1/2F 總（N）A 1C1（N/mm）平均c1套桶甲31八2/2F 總（N）A 2C2（N/mm）平均c2予緊次數(shù)2加載次數(shù)12