螺釘連接結(jié)構(gòu)中的強(qiáng)度與承載設(shè)計(jì)矛盾

Sweetney

請(qǐng)教一下各位，8.8級(jí)或以上性能等級(jí)的螺釘(屈服強(qiáng)度≥640MPa)擰入基體b的螺紋孔中,，壓緊中間的被連接件a(即螺釘連接的基本形式,，見附圖)，螺釘受到自身預(yù)緊力和來(lái)自于件a的軸向載荷Q的雙重作用,，試問(wèn)如果基體b材料的屈服強(qiáng)度達(dá)不到螺栓的屈服強(qiáng)度,，是否就代表該結(jié)構(gòu)的承載能力取決于基體b的屈服強(qiáng)度，而螺釘?shù)母咝阅艿燃?jí)并不能起到作用,？如果是這樣的話,，那么如何理解有些常用的機(jī)械結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)原理上與之相悖呢？舉個(gè)例子,，液壓領(lǐng)域中有一種閥的結(jié)構(gòu)稱為疊加閥,，其與電磁換向閥通過(guò)4個(gè)螺釘安裝在基體閥塊上。為了確保閥組能承受高達(dá)30MPa左右的油液壓力,，通常使用10.9級(jí)以上的螺釘(低于此的一般都禁止使用),，螺釘?shù)那�服�?qiáng)度至少在900MPa以上，但基體閥塊的材質(zhì)一般使用的是類似QT400-15, QT400-10這些等,，其屈服強(qiáng)度一般不超過(guò)300MPa,，即便是45鋼，其調(diào)質(zhì)后的屈服強(qiáng)度也不過(guò)300多MPa,，最多也就是等同于4.8級(jí)螺栓的屈服強(qiáng)度,，而除此之外一般不會(huì)使用其它材質(zhì),，那么在這種情況下,，如何保證10.9級(jí)的螺栓真正發(fā)揮效用呢，或者說(shuō)保證閥組承載不出問(wèn)題呢,？

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wtangzz147

力（牛）＝壓強(qiáng)（帕）*受力面積（平方米）,，力可以直接傳遞,，壓強(qiáng)并不能在受力物體間直接傳遞,，受力分析要算力（牛）。

逆轉(zhuǎn)的月亮

咱就說(shuō)這螺栓在裝配擰緊過(guò)程中的變形狀況你是一無(wú)所知啊,，你就是一無(wú)所知,，你怎么好意思提出什么可以推翻裝機(jī)械基本原理的？

Sweetney

wtangzz147 發(fā)表于 2024-2-8 14:35
力（牛）＝壓強(qiáng)（帕）*受力面積（平方米）,，力可以直接傳遞,，壓強(qiáng)并不能在受力物體間直接傳遞，受力分析要 ...

你講的哪個(gè)沒(méi)算力不對(duì),？
8 ^' w' C% O6 v液壓油作用在被連接件上,，有個(gè)接觸面積，再乘以壓強(qiáng)不就是力嗎,？
如果你說(shuō)的是螺紋,，內(nèi)外螺紋配合在一起，結(jié)果兩者間屈強(qiáng)差很多,，難道說(shuō)這樣設(shè)計(jì)沒(méi)問(wèn)題,？
所以你如果不了解就直接說(shuō)，不要不懂裝懂,，把人懟一番

Sweetney

逆轉(zhuǎn)的月亮 發(fā)表于 2024-2-8 14:48
0 H6 O, P/ Q+ r咱就說(shuō)這螺栓在裝配擰緊過(guò)程中的變形狀況你是一無(wú)所知啊，你就是一無(wú)所知,，你怎么好意思提出什么可以推翻裝 ...

我怎么推翻了,？就是因?yàn)橛袉?wèn)題才會(huì)提出問(wèn)題
7 A% u( n( Q4 E2 l) g( F6 t0 B9 s如果內(nèi)外螺紋配合在一起，結(jié)果兩者間屈強(qiáng)差很多,，難道說(shuō)這樣設(shè)計(jì)沒(méi)問(wèn)題,？
如果你知道問(wèn)題出在哪就說(shuō)，不要陰陽(yáng)怪氣的還把人懟一番,，心里舒服是吧
好像自己多牛b似的,，別人都是lj是吧，就你最牛b.
/ q$ W1 T6 b2 U8 w+ |% {- @# q敗類

HYFJY

材料的最終強(qiáng)度與體積有關(guān),，屈服是在產(chǎn)生應(yīng)力的情況下發(fā)生的,，而應(yīng)力是受力和受力時(shí)的接觸面積有關(guān)，接觸面積大了,，應(yīng)力就會(huì)減少,。

Sweetney

HYFJY 發(fā)表于 2024-2-13 20:35
1 J2 k. z7 E5 Y5 G& A' X! Y材料的最終強(qiáng)度與體積有關(guān)，屈服是在產(chǎn)生應(yīng)力的情況下發(fā)生的，而應(yīng)力是受力和受力時(shí)的接觸面積有關(guān),，接觸面 ...

/ X% k' [8 i' f! F你說(shuō)的這個(gè)與實(shí)際所問(wèn)問(wèn)題之間有什么直接的聯(lián)系嗎,？螺孔螺栓具有共同的接觸面積，不存在說(shuō)一個(gè)接觸得很多而另一個(gè)很少,。頂多是螺孔牙根稍微牢靠一點(diǎn),，但這不足以解釋可以在幾倍的強(qiáng)度差異下相互配合不出問(wèn)題。
如果你了解就請(qǐng)直接針對(duì)問(wèn)題說(shuō),，不要說(shuō)一些似是而非泛泛而談的話不懂裝懂,，還覺(jué)得別人比你更傻

Lean_2017.feng

感覺(jué)是對(duì)于部分名詞、內(nèi)容的理解有點(diǎn)偏差：
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1. 首先,，如各位壇友所說(shuō)強(qiáng)度單位是Pa(即N/m2,，單位面積承受的力)，承載則可能是力或者壓力,。

2. 如上所述,，強(qiáng)度設(shè)計(jì)中的兩個(gè)關(guān)鍵內(nèi)容就出現(xiàn)了，即材料本身的強(qiáng)度,，以及承受載荷的面積,。
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" `3 c* m/ ~2 Q5 @& {現(xiàn)在分析樓主所提事例：
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1. 閥塊受力
    液壓油壓力30Mpa   -  作用到閥塊上的，需要螺栓拉住的力為 F = 30Mpa * 螺栓作用方向上的受油壓作用的凈投影面積
, y$ i# c9 x, ~; i3 x* Q! K                                                                                                                     （簡(jiǎn)單計(jì)算時(shí),，可等效為壓力通道的截面積,，即進(jìn)油通道截面積）
                                      作用到閥塊上的，由閥塊本體承受的壓力是均勻作用到內(nèi)腔各接觸面上,，此時(shí)閥塊的強(qiáng)度由壓力管道強(qiáng)度公式計(jì)算
                                                                                                                      （簡(jiǎn)單理解的話,，相當(dāng)于受載腔的肉厚，提供的截面積）
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* R( v' m6 X5 I: q: P2. 試算： 假定閥塊的通徑為20,，那么所有螺栓承受的力為 30 Mpa * pi*10*10 * 4（四個(gè)通道） = 約 28274.3 N
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                                      （注意,，內(nèi)腔T、P,、A,、B的實(shí)際壓力油的通道是環(huán)形的，部分被遮擋,，直徑通常大于流通直徑的,，此處取值僅為了做說(shuō)明）
% @, t3 d0 Y) Z2 w% `( M  w! F) l$ Z                假定使用4顆M8，10.9級(jí)螺栓,，那么按照90%保證應(yīng)力計(jì)算,， 所有螺栓能提供的極限靜載荷為 30.97 kN * 4 = 123.88kN
                                        （簡(jiǎn)單計(jì)算靜安全系數(shù)4.38，需要注意的是按照液壓系統(tǒng)的運(yùn)行看,，螺栓的載荷是脈動(dòng)的，所以螺栓提供的保證應(yīng)力需要進(jìn)行折抵的，所以實(shí)際安全系數(shù)是要變小的）
' y, h6 ~8 \4 `5 y! Z                閥門壁厚測(cè)算,，假定內(nèi)腔最大直徑50mm,，按樓主所說(shuō)抗拉強(qiáng)度400、屈服強(qiáng)度300,，按壓力管道計(jì)算最小壁厚約9mm,。
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% e0 n: h2 _, l, D1 N% Q4 `以上供參考和理解相關(guān)知識(shí)。

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  q. N+ N; p2 L( b* i& ?! b

Sweetney

Lean_2017.feng 發(fā)表于 2024-2-16 14:36
; n; _7 j# o* g: R0 _" q感覺(jué)是對(duì)于部分名詞,、內(nèi)容的理解有點(diǎn)偏差：
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0 r  ^7 ?- ~- v9 ^* O* v: n, L1. 首先,，如各位壇友所說(shuō)強(qiáng)度單位是Pa(即N/m2，單位面積承受 ...

4 |+ Q. \# ]; Z' E" L% Y$ v& y完全是牛頭不對(duì)馬嘴,，什么事都沒(méi)搞清楚就在這胡口亂噴
" Y* t  K, c& h, _0 ?6 N8 p) }+ l
! e4 D9 _7 S+ `0 @5 y) s% z要你來(lái)計(jì)算嗎,，你當(dāng)別人都沒(méi)算過(guò)是吧？要算的不是內(nèi)孔的壁厚,，是油壓作用于閥的密封面孔道而產(chǎn)生的載荷,。你知道這個(gè)作用面積有多大嗎？,！你知道這個(gè)力傳遞到螺栓上相當(dāng)于螺栓承受了多大的應(yīng)力嗎,？我說(shuō)油壓有30MPa只是為了說(shuō)明這個(gè)使用壓力很大，不是說(shuō)一看到這個(gè)數(shù)值就拿它跟300MPa作比較,，好像完全不值一提似的,，這種啥都不懂的lj就不要在我這亂噴。

你自己基本的計(jì)算都出錯(cuò)還好意思發(fā)出來(lái)給人看,，至少10.9級(jí)是行業(yè)內(nèi)的基本規(guī)范,，人家早就算得清清楚楚了，假設(shè)10.9級(jí)相當(dāng)于有900MPa,，那么實(shí)際螺栓所承受的應(yīng)力一定至少750MPa以上,，接近900，而不是說(shuō)一個(gè)有900另一個(gè)只有300,，那如果實(shí)際使用到上限高壓時(shí)早就爆了,，是有生命危險(xiǎn)的，懂嗎,？

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基體b材料的屈服強(qiáng)度達(dá)不到螺栓的屈服強(qiáng)度,，是否就代表該結(jié)構(gòu)的承載能力取決于基體b的屈服強(qiáng)度）——基體b材料的屈服強(qiáng)度不同，螺栓最小擰緊深度也不同,，目的就是保證牙齒能承受的力大于螺桿的拉力,，并且留有安全系數(shù)。

對(duì)于圖示鋼件連接有測(cè)試實(shí)例：第 1 牙承載的軸向力的比例最高,，達(dá)到34%,，第二牙23%,；第三牙16%；前三牙達(dá)到負(fù)荷的73%,。

產(chǎn)生牙齒受力逐漸減小的原因是前幾顆牙齒產(chǎn)生了變形,。