机械设计基础-5.8提高螺栓连接强度的措施
第八节 提高螺栓连接强度的措施
分析影响螺栓连接强度的因素，从而提出提高联接强度的措施。这对于螺纹联接的设计也是很重要的。
螺纹联接的强度，主要取决于螺栓的强度。影响螺栓强度的因素很多，有材料、结构、尺寸、制造、工艺等。实际设计中，通常主要是以下几个方面考虑来提高联接的强度。
一、减小应力幅（可提高疲劳强度）
大家知道，影响疲劳强度的主要因素是变应力中的应力幅↑a σ，则越易产生疲劳破坏。↓a σ，则可以提高疲劳强度。由螺栓总拉力：F C C C F F m b b ++
=02 可以看出，当工作拉力F 变化时，只会引起（F C C C m
b b +）这一部分是变化的。此部分减小，就可以使↓a σ。显然：相对刚度m
b b C C C +越小，则可提高疲劳强度。由此可见：措施为； ① 减小b C （见教材上的图）
② 增大m C （见教材上的图） 这样可以使m
b b C C C +↓，从而使↓a σ。
但是由F C C C F F m
b b ++=02 可知，在F 0给定的条件下，减小螺栓的刚度C b 或增大被联接件刚度C m ，都将引起残余预紧力F 1减小，从而降低了联接的紧密性。因此，若在减小C b 或增大C m 的同时,适当增加预紧力F 0，就可以使F 1不致减小太多或保持不变。
减小螺栓的刚度的方法：
（1）适当增加螺栓的长度
（2）采用腰状杆螺栓和空心螺栓
（3）在螺母下面安装上弹性元件
腰状杆螺栓和空心螺栓在螺母下面安装上弹性元件
增大被联接件的刚度
（1）不用垫片或采用刚度较大的垫片
（2）采用刚度较大的金属垫片或密封环
软垫片密封密封环密封
二、改善螺纹牙之间的受力分布：
对于普通螺母如图示。工作中螺栓受拉，使螺距增大，而螺母受压，其螺距减小。导致螺栓、螺母产生了螺距差。这样，旋合的螺栓和螺母的各圈螺纹牙不能都保持良好的接触，那末各圈螺纹牙所分担的载荷就不相等。（如图所示）。理论分析和实践都表明：从螺母支撑面算起第一圈受载荷最大。以后各圈依次减小。第10圈后的各圈几乎不受力。［所以采用加厚螺母，增加旋合圈数，对提高连接强度并没有多少作用。］
改善措施：
①设计中，普通螺母圈数不要超过10。
②采用悬置螺母，环槽螺母，或内斜螺母（改变牙的刚度）。
前两者，工作中螺母受拉。与螺栓螺距差减小。
③采用钢丝螺套—－也可以减轻螺纹牙的受力不均，并可以减轻冲击、振动。
这些措施多可以提高螺栓的疲劳强度。
三、减小应力集中的影响
螺栓上的螺纹（特别是螺纹的收尾）、螺栓头和螺栓杆的过渡处以及螺栓横截面面积发生变化的部位等，都会产生应力集中。为了减小应力集中的程度，可以采用加大圆角和卸载结构,或将螺纹收尾改为退刀槽等。
为了避免螺纹联接产生附加弯曲应力，可以采取球面垫圈或用带有腰环的螺栓来保证螺栓的装配精度等措施来达到；同时规定螺母、螺栓头部和被联接件的支承面加工要求。但应注意的是，采用这些特殊结构会使制造成本增加。
以上方法可以保持螺母支撑面见有良好的接触。
四、适当增大预紧力
理论和实践证明，适当增大预紧力，可以提高螺栓的疲劳强度。因此，准确控制预紧力，并保持其不减退是很重要的。
五、制造工艺的影响。
采用冷镦螺栓头部和滚压螺纹的工艺方法，可以显著提高螺栓的疲劳强度。这是因为除可降低应力集中外，冷镦和滚压工艺不切断材料纤维，金属流线的走向合理，而且有冷作硬化的效果，并使表层留有残余应力。
例如；采用輾制螺纹，滚压、氮化、喷丸处理等工艺手法，也都可以提高螺
栓的疲劳强度。
例：有一气缸盖与缸体凸缘采用普通螺栓连接，如图所示。已
知气缸中的压力p在0～2MPa之间变化，气缸内径D=500mm，
螺栓分布圆直径D0=650mm。为保证气密性要求，剩余预紧力
F1=1.8F，（F为螺栓的轴向工作载荷），螺栓间距t＜4.5d(d为螺
栓的大径）。螺栓材料的许用拉伸应力[б]=120MPa，许用应力幅
[б]a=20MPa。选用铜皮石棉垫片，螺栓相对刚度=0.8，试设计此
螺栓组连接。
解：分析
仅受轴向载荷作用的螺栓组连接。但是，螺栓所受载荷是
变化的，因此应先按静强度计算螺栓直径，然后校核其疲劳强度。此外，为保证连接的气密性，不仅要保证足够大的剩余预紧力，而且要选择适当的螺栓数目，保证螺栓间间距不致过大。
1、初选螺栓数目Z Z=24
2、计算螺栓的轴向工作载荷F
3、螺栓所受总拉力 F 2 = F 1 + F=2.8 F=45815N
4、计算螺栓直径
5、校核螺栓疲劳强度
6、校核螺栓间距
例：凸缘联轴器用8个普通螺栓联接（M16的螺栓，螺拴小径d1 =13.835mm)，已知螺栓分布圆的直径D0＝250mm ，接合面间的摩擦系数f ＝0.12。
考虑摩擦传力的可靠性系数Ks ＝1.2，螺栓的许用应力
[?]＝l60MP ，试计算该联轴器能传递的最大转矩Tmax
＝?
解：由螺栓危险截面的拉伸强度条件
该联轴器靠螺栓预紧后在按合面间产生的摩擦力来传递力矩，根据作用在联轴器上的力矩平衡
例（1）试比较哪种螺栓布置方案合理？
（2）按照螺栓布置合理方案，分别确定采用普通螺栓连接和铰制孔用螺栓连接时的螺栓直径。
N z
p D z F F 5.1636242
===∑π[]a m b b a MPa d F C C C σπσ<=?+=12.12221
mm d mm Z
D t 1355.41.850=<==π[]σπσ≤=210ca 4
3.1d F []σπ2102.5d F ≤T K fr F fr F fr F s z 0201
0≥+???++T K r zfF s ≥00S 0S 042fD T K D zf T K F =≥[]σπ2100S 2.54d F fD T K ≤≤s K d fD T 2.5][4210σπ≤N K d fD T s 23.18502.5][4210max ==σπ
将作用于钢板上的外载荷向螺栓组连接的接合面形心简化，得出该螺栓组连接受横向载荷和旋转力矩T两种简单载荷作用。然后将这两种简单载荷分配给各个螺栓，找出受力最大的螺栓，并把该螺栓承受的横向载荷用矢量叠加原理求出合成载荷。
图a
图b
方案a)较合理
螺纹连接重要习题.(汇编)
《螺纹连接练习题》 一、单选题(每题1分) 1. 采用凸台或沉头座其目的为。 A 便于放置垫圈 B 避免螺栓受弯曲力矩 C 减少支承面的挤压应力 D 增加支承面的挤压应力 2. 联接螺纹要求自锁性好，传动螺纹要求。 A 平稳性 B 效率高 C 螺距大 D 螺距小 3. 连接用的螺纹，必须满足条件。 A 不自锁 B 传力 C 自锁 D 传递扭矩 4. 单线螺纹的螺距导程。 A 等于 B 大于 C 小于 D 与导程无关 5. 同一螺栓组的螺栓即使受力不同，一般应采用相同的材料和尺寸，其原因是。 A 便于装配 B 为了外形美观 C 使结合面受力均
匀 D 减少摩损 6. 用于联接的螺纹，其牙形为。 A 矩形 B 三角形 C 锯齿形 D 梯形 7. 螺纹的标准是以为准。 A 大径 B 中径 C 小径 D 直径 8. 螺纹的危险截面应在上。 A 大径 B 小径 C 中径 D 直径 9、在常用的螺旋传动中，传动效率最高的螺纹是__________。A三角形螺纹B梯形螺纹C锯齿形螺纹D矩形螺纹 10、在常用的螺纹联接中，自锁性能最好的螺纹是__________。A三角形螺纹B梯形螺纹C锯齿形螺纹D矩形螺纹 11、当两个被联接件不太厚时，宜采用__________。 A双头螺柱联接B螺栓联接C螺钉联接D紧定螺钉联接12、当两个被联接件之一太厚，不宜制成通孔，且需要经常拆装时，往往采用__________。
A螺栓联接B螺钉联接C双头螺柱联接D紧定螺钉联接13、当两个被联接件之一太厚，不宜制成通孔，且联接不需要经常拆装时，往往采用__________。 A螺栓联接B螺钉联接C双头螺柱联接D紧定螺钉联接14、普通螺纹的牙型角α为60o，当摩擦系数μ＝0.10时，则该螺纹副的当量摩擦系数μv＝__________。 A0.105 B 0.115 C 0.1115 D 0.104 15、在拧紧螺栓联接时，控制拧紧力矩有很大方法，例如__________。 A增加拧紧力B增加扳手力臂C使用测力矩扳手或定力矩扳手 16、螺纹联接防松的根本问题在于__________。 A增加螺纹联接的轴向力B增加螺纹联接的横向力 C防止螺纹副的相对转动D增加螺纹联接的刚度17、螺纹联接预紧的目的之一是__________。
提高构件弯曲强度的措施
提高构件弯曲强度的措施 摘要：本文从弯曲正应力的强度条件出发，总结推导出要想提高材料弯曲强度应从两方面考虑：一方面是改善梁的受力情况，另一方面是采用合理的横截面形状。紧接着结合生活中的工程实例，具体讨论了在满足强度条件下如何设计和选择既经济又合理的构件。 关键词：构件；弯曲强度；正应力；弯矩；抗弯截面系数 工程结构或机械的各组成部分，如建筑物的梁和柱、机床的轴等，在规定载荷的作用下当然不应被破坏，例如桥梁不可断裂，储气罐不应爆破等。若构件横截面尺寸不足或形状不合理，或材料选用不当都不能保证工程结构或机械的安全工作。相反，也不应不恰当的加大横截面尺寸或选用优质材料，这虽然满足了上述要求却多使用了材料和增加了成本，造成浪费。弯曲强度是材料力学中一条非常的重要的性质，在工程问题中，常常采取一些措施来提高构件的弯曲强度以提高构件的利用率，节约生产成本。 弯曲正应力是控制梁强度的主要因素，（1）式为弯曲正应力的强度条件。 max σ=W M max ≤[]σ （1） 其中max σ为弯曲正应力，max M 为弯矩，W 为抗弯截面系数。强度条件是设计梁的主要依据。从这个条件看出，要提高梁的承载能力，应从两方面考虑：一方面是改善梁（构件）的受力情况，以降低max M 的值；另一方面则是采用合理的横截面形状，以提高W 的值，使材料得到充分利用。下面分几点讨论。 一、减小最大弯矩 ⑴改变支座的位置 首先，应把梁的支座设置在合适的位置，以尽量降低梁内的最大弯矩，相对地说，也就是提高了梁的强度。以图1.1（a ）所示均布载荷作用下的简支梁为例， 22max 125.08 ql ql M == （2）
螺纹连接习题解答(讲解)
螺纹连接习题解答 11—1 一牵曳钩用2个M10的普通螺钉固定于机体上，如图所示。已知接合面间的摩擦系数 f=0.15，螺栓材料为Q235、强度级别为4.6 级，装配时控制预紧力，试求螺栓组连接 允许的最大牵引力。 解题分析：本题是螺栓组受横向载荷作用的典型 例子．它是靠普通螺栓拧紧后在接合面间产生的摩擦力来传递横向外载荷F R。解题时，要先求出螺栓组所受的预紧力，然后，以连接的接合面不滑移作为计算准则，根据接合面的静力平衡条件反推出外载荷F R。 解题要点： （1）求预紧力F′： 由螺栓强度级别4.6级知σS =240MPa，查教材表11—5（a），取S=1.35，则许用拉应力：[σ]=σS/S =240/1.35 MPa=178 MPa ，查（GB196—86）M10螺纹小径d1=8.376mm 由教材式（11—13）： 1.3F′/（πd21/4）≤[σ] MPa 得： /（4×1.3）=178 ×π×8.3762/5.2 N F′=[σ]πd2 1 =7535 N （2）求牵引力F R： =7535×0.15×2×由式（11—25）得F R=F′fzm/K f
1/1.2N=1883.8 N （取K =1.2） f 11—2 一刚性凸缘联轴器用6个M10的铰制孔用螺栓（螺栓 GB27—88）连接，结构尺寸如图所示。两半联轴器材料为HT200，螺栓材料为Q235、性能等级5.6级。试求：（1）该螺栓组连接允许传递的最大转矩T max。（2）若传递的最大转矩T max不变，改用普通螺栓连接，试计算螺栓直径，并确定其公称长度，写出螺栓标记。（设两半联轴器间的摩擦系数f=0.16，可靠性系数K f=1.2）。 解题要点： （1）计算螺栓组连接允许传递的最大 转矩T max： 该铰制孔用精制螺栓连接所能传递 转矩大小受螺栓剪切强度和配合面 挤压强度的制约。因此，可先按螺栓剪 切强度来计算T max，然后较核配合面挤 压强度。也可按螺栓剪切强度和配合面挤压强度分别求出T max，取其值小者。本解按第一种方法计算 1）确定铰制孔用螺栓许用应力 由螺栓材料Q235、性能等级 5.6级知： σs300MPa 被连接件材料HT200 = σb500MPa、= = σb200MPa 。 （a）确定许用剪应力
第八章(焊缝、螺栓连接)--钢结构习题参考解答
8.4 有一工字形钢梁，采用I50a （Q235钢），承受荷载如图8-83所示。F=125kN ，因长度不够而用对接坡口焊缝连接。焊条采用E43型，手工焊，焊缝质量属Ⅱ级，对接焊缝抗拉强度设计值2205/w t f N mm =，抗剪强度设计值2120/w v f N mm =。验算此焊缝受力时是否安全。 图8-83 习题8.4 解： 依题意知焊缝截面特性： A=119.25cm 2，Wx ＝1858.9cm 3,Ix=46472cm 4,Sx=1084.1cm 3 ,截面高度h=50cm ，截面宽度b=158mm ，翼缘厚t=20mm ，腹板厚tw=12.0mm 。 假定忽略腹板与翼缘的圆角，计算得到翼缘与腹板交点处的面积矩S 1=20×158×（250－10） =7.584×105mm 3 。 对接焊缝受力：125V F kN ==；2250M F kN m =?=? 焊缝应力验算： 最大正应力：622 3 25010134.5/205/1858.910w t x M N mm f N mm W σ?===<=? 最大剪应力：33 224125101084.11024.3/120/464721012 w x v x w VS N mm f N mm I t τ???===<=?? 折算应力： 22127.2/205/w zs t N mm f N mm σ=<= 故焊缝满足要求。 8.5 图8-84所示的牛腿用角焊缝与柱连接。钢材为Q235钢，焊条用E43型，手工焊，角焊缝强度设计值2f 160/w f N mm =。T=350kN ，验算焊缝的受力。
混凝土强度的提高措施
混凝土强度不足时的处理措施 1 引言 混凝土强度的不足将对结构的承载能力、裂缝以及耐久性等诸多方面产生不利影响，应根据其不足的程度，采取相应的处理措施。选用的加固方法有3大类，直接加固法、间 接加固法、综合加固法。 2 直接加固法 直接加固法即通过各种途径增加结构抗力。加固前最好能在原结构上卸载，经加固后再恢复使用荷载，但在原结构上往往很难实现。工程中，国内、外直接加固技术主要有如 下几种， 2.1增大截面加固法 增大截面加固法即采取增大结构或构筑物的截面面积，以提高其承载力和刚度，满足正常使用的一种加固方法。可广泛应用于混凝土、砖混等结构的梁、板、柱、墙等构件和 一般构筑物的加固。 （1）该方法优点， ①传统加固方法，技术成熟，便于操作； ②质量好，可靠性强； ③提高构件抗力R及刚度的幅度大，尤其对柱的稳定性提高较大。 （2）该方法缺点， ①如果设计中未能从整体结构角度上分析，仅仅为局部加大而加大，这样会造成整体 结构其它部分形成薄弱层而发生重大破坏。 ②加大构件截面，其质量和刚度将发生变化，结构的固有频率也随之改变，很有可能 进入到地震或风震的频率中而产生共振现象。 ③现场湿作业工作量大，养护时间长，对生产和生活有一定的影响。 ④对原有结构的外形以及房屋使用空间上有一定的影响。 2.2外包钢加固法 外包钢加固法即在混凝土、砌体等构件四周包以型钢的加固方法（分干式、湿式两种形式）。适用于使用上不允许增大构件截面尺寸，而又需要大幅度地提高承载力和刚度的加固。此法主要适用于混凝土、砖混结构中的柱以及梁、桁架弦杆和腹杆的加固。这种加固方法的优点是施工方便，现场工作量少，工期短，受力可靠，对建筑物外观和净空影响
螺纹联接练习题
连接 一、判断 01. 一个双线螺纹副,螺距为4mm,则螺杆相对螺母转过一圈时,它们沿轴向相对移动的距离应为4mm。( ) 02. 三角形螺纹由于当量摩擦系数大，强度高，所以是常用的连接螺纹。( ) 03. 设计外载荷是轴向变载荷的紧螺栓连接，除考虑螺栓的静强度外，还必须验算其疲劳强度。 ( ) 04. 普通螺栓连接的强度计算，主要是计算螺栓的剪切强度。( ) 05. 对受轴向变载荷的普通螺栓连接适当增加预紧力可以提高螺栓的抗疲劳强度。( ) 06. 受横向载荷的螺栓组连接中的螺栓必须采用有铰制孔的精配合螺栓。( ) 07. 受轴向载荷的紧螺栓连接的螺栓所受的总拉力是预紧力与工作拉力之和。( ) 08. 在受轴向变载荷的紧螺栓连接中，使用柔性螺栓，其主要作用是降低螺栓的应力幅。( ) 09. 受翻转（倾覆）力矩作用的螺栓组连接中，螺栓的位置应尽量远离接合面的几何形心。( ) 10. 在受轴向变载荷的紧螺栓连接结构中，在两个被连接件之间加入橡胶垫片，可以提高螺栓疲劳强度。( ) 二、选择 1.常见的连接螺纹是_________。 A.左旋单线 B.右旋双线 C.右旋单线 D.左旋双线 2. 相同公称尺寸的三角形细牙螺纹和粗牙螺纹相比，因细牙螺纹的螺距小，小径大，故细牙螺纹的_______。 A.自锁性好，钉杆受拉强度低 B.自锁性好，钉杆受拉强度高 C.自锁性差，钉杆受拉强度高 D.自锁性差，钉杆受拉强度低 （强度——指螺纹杆的承载能力。） 3. 用作调节或阻塞的螺纹，应采用_____。 A.三角形粗牙螺纹 B.矩形螺纹 C.锯齿形螺纹 D.三角形细牙螺纹 4. 标注螺纹时______。 A.右旋螺纹不必注明 B.左旋螺纹不必注明 C.左、右旋螺纹都必须注明 D.左、右旋螺纹都不必注明 5. 连接用的螺母、垫圈的尺寸(型号)是根据螺栓的______选用的。A.中径d2 B.小径d1 C.大 径d D.钉杆直径 6. 管螺纹的公称直径是指______。 A.螺纹的外径 B.螺纹的内径 C.螺纹的中径 D.管子的内径 三、填空 1. 普通螺栓的公称直径为螺纹______径。
螺栓联接习题及解答
习题与参考答案 一、单项选择题（从给出的A、B、C、D中选一个答案） 1 当螺纹公称直径、牙型角、螺纹线数相同时，细牙螺纹的自锁性能比粗牙螺纹的自锁性能。 A. 好 B. 差 C. 相同 D. 不一定 2 用于连接的螺纹牙型为三角形，这是因为三角形螺纹。 A. 牙根强度高，自锁性能好 B. 传动效率高 C. 防振性能好 D. 自锁性能差 3 若螺纹的直径和螺旋副的摩擦系数一定，则拧紧螺母时的效率取决于螺纹的。 A. 螺距和牙型角 B. 升角和头数 C. 导程和牙形斜角 D. 螺距和升角 4 对于连接用螺纹，主要要求连接可靠，自锁性能好，故常选用。 A. 升角小，单线三角形螺纹 B. 升角大，双线三角形螺纹 C. 升角小，单线梯形螺纹 D. 升角大，双线矩形螺纹 5 用于薄壁零件连接的螺纹，应采用。 A. 三角形细牙螺纹 B. 梯形螺纹 C. 锯齿形螺纹 D. 多线的三角形粗牙螺纹 6 当铰制孔用螺栓组连接承受横向载荷或旋转力矩时，该螺栓组中的螺栓。 A. 必受剪切力作用 B. 必受拉力作用 C. 同时受到剪切与拉伸 D. 既可能受剪切，也可能受挤压作用 7 计算紧螺栓连接的拉伸强度时，考虑到拉伸与扭转的复合作用，应将拉伸载荷增加到原来的 倍。 A. 1.1 B. 1.3 C. 1.25 D. 0.3 8 采用普通螺栓连接的凸缘联轴器，在传递转矩时，。 A. 螺栓的横截面受剪切 B. 螺栓与螺栓孔配合面受挤压 C. 螺栓同时受剪切与挤压 D. 螺栓受拉伸与扭转作用 9 在下列四种具有相同公称直径和螺距，并采用相同配对材料的传动螺旋副中，传动效率最高的是。 A. 单线矩形螺旋副 B. 单线梯形螺旋副 C. 双线矩形螺旋副 D. 双线梯形螺旋副 10 在螺栓连接中，有时在一个螺栓上采用双螺母，其目的是。 A. 提高强度 B. 提高刚度 C. 防松 D. 减小每圈螺纹牙上的受力 11 在同一螺栓组中，螺栓的材料、直径和长度均应相同，这是为了。 A. 受力均匀 B. 便于装配. C. 外形美观 D. 降低成本
螺栓连接例题
一受轴向外载荷F ＝1000 N 的紧螺栓联接，螺栓的刚度为C 1，被联接件的刚度为C 2，且2C ＝81C ；预紧力F 0＝1000 N 。试求螺栓中的总拉力2F 和被联接件中的残余预紧力F 1。 螺栓总拉力N 11.11110008100002=?++=++=b b b b b C C C F Cm C C F F 被联接件中剩余预紧力 N 1.111100088100001=?+-=+-=m b m m b m C C C F C C C F F 用4个M12普通螺钉把板1固定在零件3上，零件1与3之间有摩擦片2，各零件之间摩擦系数μ=0.13，螺钉强度级别为5.6级，σS MPa =300，安全系数S =4.5；防滑系数(可靠性 系数)K f =
解： 向螺栓组形心简化T F =?175，F F Q = F Tr r T nr F F T i ===?=∑max ()()().2 175425175 [][] N .7205)203.14/()5.4/300(5 .4/300)/()203.14(5 .4/300)/()3.14(2013.0/23.1/225.075.125.04//212121max f P T max P =?? ? ??= '?==?=='=+=+====d F d F d F F F F K F F F F F F F F F n F F ππσπσμ≤≤≤ 图示轴承盖用4个螺钉固定于铸铁箱体上，已知作用于轴承盖上的力F Q ＝10.4kN ，螺钉材料为Q235钢，屈服极限MPa 240S =σ，取残余预紧力F 1为工作拉力的0.4倍，不控制预紧力，取安全系数[]4=S ，求螺栓所需最小直径。
提高混凝土强度的措施有哪些
高强混凝土： 一般把强度等级为C60及其以上的混凝土称为高强混凝土， C100强度等级以上的混凝土称为超高强混凝土。它是用水泥、砂、石原材料外加减水剂或同时外加粉煤灰、F矿粉、矿渣、硅粉等混合料，经常规工艺生产而获得高强的混凝土。 特性： 主要 高强混凝土作为一种新的建筑材料，以其抗压强度高、抗变形能力强、密度大、孔隙率低的优越性，在高层建筑结构、大跨度桥梁结构以及某些特种结构中得到广泛的应用。高强混凝土最大的特点是抗压强度高，一般为普通强度混疑土的4～6倍，故可减小构件的截面，因此最适宜用于高层建筑。试验表明，在一定的轴压比和合适的配箍率情况下，高强混凝土框架柱具有较好的抗震性能。而且柱截面尺寸减小，减轻自重，避免短柱，对结构抗震也有利，而且提高了经济效益。高强混凝土材料为预应力技术提供了有利条件，可采用高强度钢材和人为控制应力，从而大大地提高了受弯构件的抗弯刚度和抗裂度。因此世界范围内越来越多地采用施加预应力的高强混凝土结构，应用于大跨度房屋和桥梁中。 优越性 1、在一般情况下，混凝土强度等级从C30提高到C60，对受压构件可节省混凝土30－40%；受弯构件可节省混凝土10－20%。
2、高强混凝土比普通混凝土成本上要高一些，但由于减少了截面，结构自重减轻，这对自重占荷载主要部分的建筑物具有特别重要意义。再者，由于梁柱截面缩小，不但在建筑上改变了肥梁胖柱的不美观的问题，而且可增加使用面积。以深圳贤成大厦为例，该建筑原设计用C40级混凝土，改用C60级混凝土后，其底层面积可增大1060平方米，经济效益十分显著。 3、由于高强混凝土的密实性能好，抗渗、抗冻性能均优于普通混凝土。因此，国外高强混凝土除高层和大跨度工程外，还大量用于海洋和港口工程，它们耐海水侵蚀和海浪冲刷的能力大大优于普通混凝土，可以提高工程使用寿命。 4、高强混凝土变形小，从而使构件的刚度得以提高，大大改善了建筑物的变形性能。
螺纹连接重要习题
一、单选题(每题1分) 1. 采用凸台或沉头座其目的为。 A 便于放置垫圈 B 避免螺栓受弯曲力矩 C 减少支承面的挤压应力 D 增加支承面的挤压应力 2. 联接螺纹要求自锁性好，传动螺纹要求。 A 平稳性 B 效率高 C 螺距大 D 螺距小 3. 连接用的螺纹，必须满足条件。 A 不自锁 B 传力 C 自锁 D 传递扭矩 4. 单线螺纹的螺距导程。 A 等于 B 大于 C 小于 D 与导程无关 5. 同一螺栓组的螺栓即使受力不同，一般应采用相同的材料和尺寸，其原因是。 A 便于装配 B 为了外形美观 C 使结合面受力均匀 D 减少摩损 6. 用于联接的螺纹，其牙形为。 A 矩形 B 三角形 C 锯齿形 D 梯形 7. 螺纹的标准是以为准。 A 大径 B 中径 C 小径 D 直径 8. 螺纹的危险截面应在上。 A 大径 B 小径 C 中径 D 直径 9、在常用的螺旋传动中，传动效率最高的螺纹是__________。 A三角形螺纹 B梯形螺纹 C锯齿形螺纹 D矩形螺纹
10、在常用的螺纹联接中，自锁性能最好的螺纹是__________。 A三角形螺纹 B梯形螺纹 C锯齿形螺纹 D矩形螺纹 11、当两个被联接件不太厚时，宜采用__________。 A双头螺柱联接 B螺栓联接C螺钉联接 D紧定螺钉联接 12、当两个被联接件之一太厚，不宜制成通孔，且需要经常拆装时，往往采用__________。 A螺栓联接 B螺钉联接C双头螺柱联接 D紧定螺钉联接 13、当两个被联接件之一太厚，不宜制成通孔，且联接不需要经常拆装时，往往采用__________。 A螺栓联接B螺钉联接C双头螺柱联接 D紧定螺钉联接 14、普通螺纹的牙型角α为60o，当摩擦系数μ＝时，则该螺纹副的当量摩擦系数μv＝__________。 B C D 15、在拧紧螺栓联接时，控制拧紧力矩有很大方法，例如__________。 A增加拧紧力 B增加扳手力臂 C使用测力矩扳手或定力矩扳手 16、螺纹联接防松的根本问题在于__________。 A增加螺纹联接的轴向力 B增加螺纹联接的横向力 C防止螺纹副的相对转动 D增加螺纹联接的刚度 17、螺纹联接预紧的目的之一是__________。 A增强联接的可靠性和紧密性 B增加被联接件的刚性 C 减小螺栓的刚性 18、承受预紧力F′的紧螺栓联接在受工作拉力F时，剩余预紧力为F″，其螺
螺纹连接重要习题
螺纹连接重要习题
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《螺纹连接练习题》 一、单选题(每题１分) 1. 采用凸台或沉头座其目的为。 A 便于放置垫圈Ｂ避免螺栓受弯曲力矩 C 减少支承面的挤压应力Ｄ增加支承面的挤压应力 2．联接螺纹要求自锁性好，传动螺纹要求。 Ａ平稳性Ｂ效率高 C 螺距大 D 螺距小 3. 连接用的螺纹,必须满足条件。 A 不自锁 B 传力 C 自锁 D 传递扭矩 ４. 单线螺纹的螺距导程。 A 等于 B 大于 C 小于Ｄ与导程无关 5．同一螺栓组的螺栓即使受力不同，一般应采用相同的材料和尺寸，其原因是。 A 便于装配 B 为了外形美观Ｃ使结合面受力均匀 D 减少摩损 6. 用于联接的螺纹，其牙形为。 A 矩形Ｂ三角形Ｃ锯齿形 D 梯形 7. 螺纹的标准是以为准。 Ａ大径Ｂ中径 C 小径 D 直径 8. 螺纹的危险截面应在上。 A 大径Ｂ小径 C 中径 D 直径 ９、在常用的螺旋传动中，传动效率最高的螺纹是__________。
A三角形螺纹 B梯形螺纹 C锯齿形螺纹Ｄ矩形螺纹 10、在常用的螺纹联接中，自锁性能最好的螺纹是＿__＿______。 A三角形螺纹B梯形螺纹C锯齿形螺纹Ｄ矩形螺纹 11、当两个被联接件不太厚时,宜采用__________。 A双头螺柱联接Ｂ螺栓联接C螺钉联接 D紧定螺钉联接 12、当两个被联接件之一太厚,不宜制成通孔，且需要经常拆装时，往往采用_＿_＿____＿_。 A螺栓联接B螺钉联接C双头螺柱联接Ｄ紧定螺钉联接 13、当两个被联接件之一太厚,不宜制成通孔,且联接不需要经常拆装时,往往采用＿____＿____。 A螺栓联接B螺钉联接Ｃ双头螺柱联接Ｄ紧定螺钉联接 14、普通螺纹的牙型角α为60ｏ,当摩擦系数μ=0．1０时,则该螺纹副的当量摩擦系数μv=__＿____＿_＿。 A0.105 B ０．115 C 0.1１1５Ｄ０.104 15、在拧紧螺栓联接时，控制拧紧力矩有很大方法,例如_____＿____。 Ａ增加拧紧力Ｂ增加扳手力臂Ｃ使用测力矩扳手或定力矩扳手 16、螺纹联接防松的根本问题在于___＿______。 A增加螺纹联接的轴向力B增加螺纹联接的横向力 C防止螺纹副的相对转动Ｄ增加螺纹联接的刚度 １7、螺纹联接预紧的目的之一是______＿_＿＿。 A增强联接的可靠性和紧密性B增加被联接件的刚性 Ｃ减小螺栓的刚性
钢结构工程用钢材连接件试题B卷答案
江苏省建设工程质量检测人员岗位合格证考核试卷 钢结构工程用钢材连接件B卷 （满分100分，时间80分钟） 姓名考试号单位 一、单项选择题（每题1分，共计40分） 1 对于对接接头横向弯曲试验，应从产品或试件的焊接接头上截取试样。 A）横向 B）纵向 C）轴线分析 D）任意方向 2 不同的标距对试样的的测定影响明显。 A）屈服强度 B）抗拉强度C）断后伸长率 D）屈服点延伸率 3在试验加载链装配完成后，在，应设定力测量系统的零点。 A）试样两端被夹持之前 B）试验加载之前 C）试样两端被夹持之后 D）试验加载之后 4高强度螺栓进行扭矩系数试验时，应同时记录环境温度，试验所用的机具、仪表和连接副均应放置在该环境内至少小时以上。 A） 4 B）2 C）24 D）48 5 螺栓球不得有过烧、裂纹及褶皱。每种规格抽查 %,且不应少于只。 A）1 1 B）2 2 C）5 3 D）5 5 6 高强度螺栓摩擦型连接方式与承压型连接方式的区别是。 A）螺栓等级不同 B）使用阶段极限状态不同 C）承载力极限状态不同 D）螺栓施工方法不同 7进行高强度螺栓连接副扭矩系数试验时，螺栓预拉力值P应控制在规定的范围，超出范围者，所测得的扭矩系数。 A）应修正 B）有效 C）无效 D）应减半 8为了得到直的试样和确保试样与夹头对中，可施加不超过预期屈服强度的 %相应的预拉力。 A）1 B）2 C）5 D）10 9焊接接头试样钢材取样要求厚度超过 mm时，不得采用剪切方法。
A）6 B）8 C）10 D）12 10 高强度螺栓连接抗滑移系数试验应采用摩擦面的栓拼接的拉力试件 A）双 2 B）双 1 C）单 1 D）单 2 11进行普通螺栓实物最小拉力载荷试验时，承受拉力载荷的旋合的螺纹长度应为倍以上螺距。 A）2 B）4 C）6 D）8 12扭矩系数测定装置中使用的扭矩扳手准确度级别不低于JJG 707-2003中规定的 级。 A）1 B） 2 C）3 D）0.5 13 原始横截面积的测量和计算值,要求以计算试样原始横截面积。A．实测横截面积 B．公称横截面积 C．标称横截面积 D．估算横截面积 14 检测机构应不受任何单位和个人的干预和影响，确保检测工作的。A．独立性和可靠性 B．真实性和准确性 C．可靠性和公正性D．独立性和公正性 15进行普通螺栓实物最小拉力载荷试验时，断裂应发生在。 A）螺母 B）螺栓头部C）螺纹部分 D）螺栓头与杆部的交接处16每组连接副扭矩系数的平均值应为，标准偏差小于或等于0.010。 A．0.115～0.150 B．0.110～0.150 C．0.120～0.150 D．0.110～0.160 17 总延伸率：试验中任一时刻引伸计标距的总延伸包括与引伸计标距Le之比的百分率。 A．弹性延伸 B．塑性延伸 C．标距 D．弹性延伸和塑性延伸18 检测高强度螺栓连接副力学性能时，垫圈应朝向螺母支撑面。试验时，垫圈不得转动，否则试验无效。 A．任意一侧 B．无导角的一侧C．有导角的一侧 D．平整的一侧19 高强度螺栓连接副应检测抗滑移系数，请问抗滑移系数最大值为多少A．0.40 B．0.45 C．0.50 D．0.55 20 扭剪形高强度螺栓芯部硬度试验在距螺栓末端等于螺纹直径D的截面上，对
机械设计习题集答案第十五章螺纹连接(解答)
15—4 一牵曳钩用2个M10的普通螺钉固定于机体上，如图所示。已知接合面间的摩擦系数f=0.15，螺栓材料为Q235、强度级别为4.6级， 装配时控制预紧力，试求螺栓组连接允许的最大牵引力。 解题分析：本题是螺栓组受横向载荷作用的典型 例子．它是靠普通螺栓拧紧后在接合面间产生的摩擦 力来传递横向外载荷F R 。解题时，要先求出螺栓组所 受的预紧力，然后，以连接的接合面不滑移作为计算 准则，根据接合面的静力平衡条件反推出外载荷F R 。 题15—4图 解题要点： （1）求预紧力F ′： 由螺栓强度级别4.6级知σS =240MPa ，查教材表11—5（a ），取S=1.35，则许用拉应力： [σ]= σS /S =240/1.35 MPa=178 MPa ， 查（GB196—86）M10螺纹小径d 1=8.376mm 由教材式（11—13）： 1.3F ′/（πd 21/4）≤[σ] MPa 得： F ′=[σ]πd 21/（4×1.3）=178 ×π×8.3762 /5.2 N =7535 N （2） 求牵引力F R ： 由式（11—25）得F R =F ′fzm/K f =7535×0.15×2×1/1.2N=1883.8 N （取K f =1.2） 分析与思考： （1）常用螺纹按牙型分为哪几种？各有何特点？各适用于什么场合？连接螺纹用什么牙型？传动螺纹主要用哪些牙型？为什么？ 答：根据牙型，螺纹可以分为三角形、矩形、梯形、锯齿形等。选用时要根据螺纹连接的工作要求，主要从螺纹连接的效率和自锁条件两个方面考虑，结合各种螺纹的牙形特点。例如三角形螺纹，由于它的牙形角α较大，当量摩擦角υρ也较大（βρυυcos arctan arctan f f ==），分 析螺纹的效率() υρη+ψψ=tan tan 和自锁条件 Ψυρ≤，可知三角形螺纹效率较低，但自锁条件较好，因此用于连接。同理可知矩形、梯形和锯齿形螺纹等当量摩擦角υρ较小，效率较高，自锁条件较差，因此用于传动。 （2）从自锁和效率的角度比较不同线数螺纹的特点，为什么多线螺纹主要用于传动？螺纹线数一般控制在什么范围内？为什么？ 答：当螺纹副的当量摩擦系数一定时，螺纹线数越多，螺纹升角越大，效率越高，越不易自锁，
提高梁强度的措施
提高梁强度的措施 自学报告 姓名：郑庭月 学号：11253028 专业：交通运输（城市轨道交通） 班级：运输1104 指导教师：祝瑛
提高梁强度的自学报告 【问题背景】 由于弯曲正应力是控制梁强度的主要因素，所以玩去正应力的强度条件 往往是设计梁的主要依据。根据这一条件，要提高梁的承载能力应从两方面考虑，一是合理的布局载荷，以降低最大弯矩的数值；另一方面是采用合理的截面形状，以提高W 的数值，充分利用材料的性能。 工程上，主要从以下几方面提高梁的强度。 一、支座的合理安排和梁的载荷合理配置 改善梁的受力情况，尽量降低梁内最大瓦努，实质上是减小了梁危险截面上的最大应力值，也就相对提高了梁的强度。如图1（a ）所示。简支梁受均布载荷作用时，梁内最大弯矩为 M max =ql 2/ 8=0.125ql 2 1（b ） 1（a ） 若将两端支座靠近，移动距离a=0.2l ，则最大弯矩减小为前者的1/ 5，即承载能力提高4倍。 再如，在情况允许的条件下，可以把较大的集中力分散成较小的力，或者改变成分布载荷。图2（a ）为简支梁跨度中心作用有集中力，梁的最大弯矩为M max =0.25Fl 。如果将集中力F 分散成图2（b ）所示的两个集中力，梁的最大弯矩降低为M max =0.125Fl 。再者，如果将集中力向支座方靠近，两点最大弯矩也会相应减小很多。 ][max max σσ≤=W M
二、选择合理的截面形状 平面玩去时，两横截面上的正应力沿着高度方向线性分布，距离中性轴越远的点，正应力越大，中性轴附近的各点正应力很小。当道中性轴最远点上的正应力达到许用用力值时，中性轴附近各点的正应力还远远小于许用应力值。因此，可以认为，横截面上中性轴附近的材料没有被充分利用。为了使这部分材料得到充分利用，应尽可能使横截面上的面积分布在距中性轴较远处，以使抗弯截面系数W z增大。工程结构中常用的有空心截面和各种各样的薄壁截面（如工字形、槽形、箱型截面等）。 增加W z的同时，梁的横截面面积有可能增大，这意味着要增加材料的消耗。因此，合理的截面应是使横截面W/A数值尽可能大。W/A数值与截面的形状有关。 以宽度为b、高度为h的矩形截面为例，当横截面竖直放置，而且载荷作用在竖直对称面内时，W/A=0.167h；当横截面横向放置时，而且载荷作用在短轴对称面内时，W/A=0.167b。如果h/b=2，则横截面竖直放置时的W/A值是横向放置时的两倍。显然，矩形截面梁竖直放置比较合理，圆环截面比圆形截面合理，槽形截面和工字形截面是更为合理的截面形式。 经济合理的截面形状应当使边缘处的最大拉应力与最大压应力同时达到材料的许用值。对抗拉与抗压能力相同的材料（如钢材），应采用对称于中性轴的截面，如圆形、矩形、工字形等，这样，可使截面上下边缘处的最大拉应力和最大压应力数值相等，同时接近许用应力。对于抗拉和抗压强度不相等的材料（如铸铁），应使中性轴偏于强度较弱（受拉）的一边，使其边缘处的拉应力与；压应力同时达到许用值。 对这类截面，因为 因此，为充分发挥材料的强度，最合理的设计应使y1和y2之比接近于下列关系： Y1/Y2=[σt]/[σc]
螺纹连接(25题)
螺纹联接（25题） 1．一厚度δ=12mm的钢板用4个螺栓固连在厚度δ =30mm的铸铁支架上，螺栓的布置有 1 （a）、（b）两种方案，如图所示。 已知：螺栓材料为Q235，[σ]=95MPa、[τ]=96MPa，钢板[σ]P=320MPa，铸铁[σ]P1=180MPa，接合面间摩擦系数f=0.15，可靠性系数K f =1.2，载荷FΣ=12000N，尺寸l=400mm，a=100mm。 托架螺栓组联接 （1）试比较哪种螺栓布置方案合理？ （2）按照螺栓布置合理方案，分别确定采用普通螺栓连接和铰制孔用螺栓连接时的螺栓直径。 解题分析：本题是螺栓组连接受横向载荷和旋转力矩共同作用的典型例子。解题时，首先要将作用于钢板上的外载荷FΣ向螺栓组连接的接合面形心简化，得出该螺栓组连接受横向载荷FΣ和旋转力矩T两种简单载荷作用的结论。然后将这两种简单载荷分配给各个螺栓，找出受力最大的螺栓，并把该螺栓承受的横向载荷用矢量叠架原理求出合成载荷。在外载荷与螺栓数目一定的条件下，对不同的螺栓布置方案，受力最大的螺栓所承受的载荷是不同的，显然使受力最大的螺栓承受较小的载荷是比较合理的螺栓布置方案。若螺栓组采用铰制孔用螺栓连接，则靠螺栓光杆部分受剪切和配合面间受挤压来传递横向载荷，其设计准则是保证螺栓的剪切强度和连接的挤压强度，可按相应的强度条件式，计算受力最大螺栓危险剖面的直径。若螺栓组采用普通螺栓连接，则靠拧紧螺母使被连接件接合面间产生足够的摩擦力来传递横向载荷。在此情况下，应先按受力最大螺栓承受的横向载荷，求出螺栓所需的紧力；然后用只受预紧力作用的紧螺栓连接，受拉强度条件式计算螺栓危险剖面的直径d1；最后根据d1查标准选取螺栓直径d，并根据被连接件厚度、螺母及垫圈厚度确定螺栓的标准长度。 解题要点： 1．螺栓组连接受力分析
ABAQUS高强螺栓连接分析实例
高强螺栓梁柱节点连接（铰接-通用接触） 1.概况 建立简单的梁柱铰接节点模型，意在全过程演示解决此类问题的具体操作流程。其中，模型尺寸的选取随心所欲，材料均采用理想弹塑性材料，接触则只定义了切向行为，摩擦系数0.45。 2. Part部分 2.1 part-column 三维+可变形+实体+拉伸……以毫米为单位绘制HW350*350*12*19标准宽翼缘H型钢的草图，拉伸1000。 2.2 part-beam 三维+可变形+实体+拉伸……以毫米为单位绘制HN500*200*10*16标准窄翼缘H型钢的草图，拉伸1000。并在一端适当位置开5*R10螺栓孔径。 Part-column part-beam 2.3 part-bolt-1
三维+可变形+实体+拉伸……以毫米为单位建立杆径为20mm，帽径为35mm， 杆长40mm的螺栓杆部分（其中帽厚度为10mm）。在杆径节点板与梁腹板交界面建立基准面并分区（载荷步中施加螺栓荷载所需的内部面），并在螺杆中心轴建立基准轴线（施加螺栓荷载是用到）。 Part-bolt-1 part-bolt-2 part-plate 2.4 part-bolt-1 三维+可变形+实体+拉伸……以毫米为单位建立帽径为35mm，孔径为20mm，厚度为10mm的螺帽部分。 2.5 part-plate 三维+可变形+实体+拉伸……以毫米为单位建立节点板95*398mm，并在相 对应位置建立5*R20螺栓孔径。 2.6 part-column-plate 柱与节点板通过布尔运算连接成一个整体。在装配模块中将板定位到相应位置后，利用合并命令生成新部件part-column-plate。 2.7 part-bolt 本例不着重考虑螺栓的受力情况，因此未建螺纹模型，栓杆与栓帽考虑施加
螺纹联接复习题
螺纹联接复习题
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螺纹联接 一、是非题 N 1、受预紧力和轴向工作载荷的螺栓,其总拉力为预紧力与工作拉力之和。 N 2、在螺栓工作拉力与残余预紧力不变的情况下，增加螺栓和被联接件的刚度，可以收到提高螺栓疲劳强度的效果。 N３、在螺栓工作拉力和剩余预紧力不变的情况下，增加螺栓的刚度和减少被联接件的刚度，都可以收到提高螺栓疲劳强度的效果。 N 4、联接受轴向载荷后,螺栓的总拉力等于预紧力与工作拉力之和。 Ｎ５、为提高联接螺栓的疲劳强度，可以加大螺栓直径。 Ｎ6、受横向载荷的普通螺栓所受的载荷是工作载荷加剩余预紧力。 N ７、在受轴向变载荷的螺栓联接中，为了提高螺栓的疲劳强度，可采用增大螺栓刚度的办法来实现。 Ｎ8、受横向变载荷的普通螺栓中,螺栓所受力为静载荷。 Y 9、对受轴向载荷的普通螺栓联接适当预紧可以提高螺栓的抗疲劳强度。 Ｎ１０、铰制孔用螺栓适用于承受轴向载荷的联接。 Y 11、在λ相同的前提下,梯形螺纹较三角螺纹的传动效率高。 N 1２、紧螺栓联接的螺栓强度公式中，1.3是安全系数。 Y 13、对于受轴向载荷的紧螺栓联接，当螺栓、被联接件刚度和预紧力都不变时，增大工作载荷，残余预紧力必然减小。 Y １４、振动冲击较大地方应采用机械防松。 N １5、细牙普通螺纹,牙细不耐磨,容易滑扣，所以自锁性能不如粗牙普通螺纹。 Ｎ16、受交变横向载荷作用的普通螺栓联接,在正常工作时螺栓杆所受到的拉力不变。 N １7、受横向载荷普通螺栓连接,是靠螺栓受剪切和挤压平衡外载荷。 N １8、粗牙螺纹的螺距和升角较大，所以容易自锁。 N 1９、在承受轴向变载荷的紧螺栓连接中,采用空心杆螺栓的作用是减轻连接的重量。 Y ２0、对于受扭矩作用的螺栓组连接,螺栓布置得越远离螺栓组中心越好。 二、选择题 1、采用凸台或沉头座作为螺栓头或螺母的支承面，是为了 A 。