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機械社區(qū)

標題: [每周三貼1A]　螺栓內部拉力分析　 [打印本頁]
作者: 十年一夢    時間: 2012-3-5 04:27
標題: [每周三貼1A]　螺栓內部拉力分析　
本帖最后由 十年一夢 于 2012-3-5 05:17 編輯 ! s% ?' x  u/ A

* ]: ?& E' D8 E0 l4 G! J這是一道有意思的力學題,，選自《Advanced stress and stability analysis: worked examples》一書,，蘇聯(lián)人寫的,，又譯成了英語,，網(wǎng)上可找到下載,。書中有209道力學習題和解答,。本題是第3題,。( A. d- v" l, Y; f
& g3 i& N5 T& a( c2 t
原題：3. An absolutely rigid slab has a hole. An elastic bolt is inserted into this hole and is tightened with the force of preliminary tension Nt. The force P is applied to the nut after the tightening (Fig. 3). What change in the force accounting for the bolt will occur under this condition?　" Z$ ^4 [( c0 D' X% C: q. N3 c
  F% O/ a& ?6 l" Y
試譯：一個絕對剛性板上有一個孔,，把彈性螺栓插入此孔,，預緊力為Nt,。螺母擰緊后施以力P，如圖3所示,。問: （施加力P后）,，螺栓的受力會發(fā)生什么變化？+ J. W7 X+ [5 D) ]! h/ D

* k# [" j, b( i$ t- `[attach]242073[/attach]! f' s! |5 Q% ]

+ V0 }% c" f4 `$ w) }  i4 ~解答：As the slab is rigid, the length AB of the strained bolt remains unchanged　up to opening of contacts. And so the internal tensile force remains　unchanged also. In the case, where force P is greater than the force of preliminary　tension, the contact between the slab and lower bracket will be opened. Then internal tensile force in the bolt will be equal to P .5 @. ^7 X7 Y- k$ b3 H, K8 V
　Consequently, under P <=Nt the internal tensile force in the bolt is equal to N = Nt and under P >＝ Nt it will be N = P.
$ j; W# C1 w$ ]% j+ @
# @3 ^; q: @( G# v) x1 T由于板是剛性的,，在板和螺母脫離接觸前,，螺栓受拉段AB的長度保持不變，其內部拉力也不變,。如果力P大于預緊力Nt, 板和螺母將脫離接觸,，螺栓內部拉力將等于P。（A和B原圖中沒有注明,，我認為應該是螺栓頭到螺母間的一段,。）7 W9 j+ u: b, T5 z8 s9 d
  
& O  p) w% l! d0 i/ ]) q( R. V因此，P <=Nt 時,，螺栓內部拉力為N=Nt,；P>＝Nt時，螺栓內部拉力為N= P  `) m0 B% r1 C5 Z# k

4 F+ P$ n) Y: f[attach]242074[/attach]4 _! ~& n+ {" r$ c( Y5 }* C, }
0 k: h' o0 ?; Z/ X& F! ^
（此圖對應是下面這段話,。）& x; K9 p% i% Q0 v& }3 y/ g3 Q) U
The validity of the obtained result is well illustrated with the following　simple example. Imagine a spring balance of a steelyard, the upper ring of　which we put on a nail and the lower hook after tension hitch up by some　rigid ledge, for example, up a table edge as shown in Fig. 188. The balance　after this will indicate some value, for example, 4 Kg-wt. Let us liken this/ L& V; H* A9 M
balance to the strained bolt. Now let us hang weights to the lower hook of the　strained balance. Until the weight of the load remains less than the specified tension force, balance will permanently indicate four kilograms. And only when a load hanged on the hook will be greater than four kilograms then the indicator will move from its place and indicate the corresponding weight.
7 \. M9 s; k" X% ]9 q, j" [$ ~& F& U) B& U" _
所得結果的有效性可用以下簡單的例子說明,。想象一只彈簧秤，上環(huán)勾在一只釘子上,，下邊的鉤子勾在一個剛性架,，如桌子的邊緣上，如圖188所示,。彈簧秤穩(wěn)定后顯示為,，比如是4公斤,。我們可以把這個彈簧秤看成圖3中張緊的螺栓。現(xiàn)在,，在下面的鉤上掛上重物,。如果重物重量小于彈簧秤的預拉力，彈簧秤就一直顯示為4公斤,。只到鉤上的重量超過4公斤時,，秤的指針才會移動位置，并顯示此時相應的重量,。  a/ G$ G- j/ M+ i
1 _4 V7 M- A/ P  V3 n! B' b  R
（有意思嗎,？）  p& D7 K  A% }5 ^  W: i6 V* X- [# S

9 @8 n% X. @  V) \$ [" t" d/ X+ d+ c' `另：從本周起，本人每星期發(fā)三個主題貼,，一貼設計,，一貼分析，一貼為分享一本中文或英文專業(yè)書,。但愿能為社區(qū)做點貢獻,。( L6 M! p9 i& T) v+ V

  N5 R! Z* p6 x. @, D% X8 ^3 }4 v　此為第一周第一貼，所以標號為1A,。8 y1 @' D& K7 W6 m: c8 I
' \$ |* i7 k4 C6 ~( W) ~) A
作者: itwotwo    時間: 2012-3-5 07:44
本帖最后由 itwotwo 于 2012-3-5 08:41 編輯 9 h( \3 H4 R! d' l! U

$ n3 k* r3 r( G1 @( s  }& _這個題目很有趣,，2 ^4 N5 j3 u- V; w! ^: |
以下省略錯誤部分。早上起得早,，腦子跟漿糊似的,。
5 I, A+ n; A4 I
作者: sy0116    時間: 2012-3-5 08:37
itwotwo 發(fā)表于 2012-3-5 07:44
  H: C# J4 e8 ^! T這個題目很有趣，但是答案好像是錯的,。
0 p6 g% t8 x" V螺栓沒有失效之前,，受力應該分兩部分，
/ u& B4 K: k, {1 N8 N螺栓頭到螺母部分應該受拉 ...
1 E+ k3 @+ b7 j) W7 f/ j& [+ g( c
這個答案應該是正確的,，請注意題中說的是被連接件剛度無窮大,，而螺栓剛度是有限的。螺栓上的預緊力在加了載荷之后是會變化的,，真正作用在螺栓上的預緊力稱為“剩余預緊力”,，它比初始的預緊力要小，這一部分內容在《機械設計》上有詳細介紹,，對于有預緊力的螺紋連接在受載何時螺栓上的真實載荷（螺母未脫離被連接件時）可這樣計算：# P5 u. K0 {, B5 `# R
5 M( K# M: b" G" e
載荷=Q+EL/(EL+EF)*F
7 F" |/ l9 H5 {8 t- ]$ ^其中Q是初始的預緊力,，EL是螺栓剛度，EF是被連接件剛度,，F(xiàn)是所施加的載荷' \( g* Y6 \, B' ]6 r4 ?) }) x/ C
4 W" Q2 a6 h9 X5 q' ?" i2 O! r
對于本題中的假設,，EF為無窮大，所以等式右邊自然就只剩下Q這一項了,。4 f6 v1 O+ F) ?2 t6 z8 x8 ~
作者: 秋葉楓紅    時間: 2012-3-5 08:43
喜歡這種題目,！堅持每題必看必做,！
作者: 湯學紅    時間: 2012-3-5 08:48
《機械設計》上有的，建議這種常識性的知識沒有必要再次在此普及了吧,。
作者: shaokuang2009    時間: 2012-3-7 11:46
希望樓主能堅持,繼續(xù)關注中~~~~
作者: chntod    時間: 2012-5-9 00:28
好貼,，學習了，不管是什么知識總是有益處的,，也能看看別人是怎么看的
作者: vooha    時間: 2012-5-9 02:52
討論理想剛性的題目偏向學習型的,。雖然顯得啟蒙，但回憶回憶當然有益無害,。
作者: yshao    時間: 2012-5-9 09:04
我感覺這道題目不在答案而在過程
作者: cfl806900014    時間: 2012-5-9 09:44
感謝LZ的無私奉獻，謝謝了
作者: cfl806900014    時間: 2012-5-9 09:45
試譯可以理解為LZ自己翻譯的嗎
作者: 痞子師    時間: 2012-5-9 13:33
弱弱的說一句,，剛看見題目時,，我做錯了。所以我認為不管多么簡單的問題,，肯定會有適合看他的人群,。支持樓主{:soso_e163:}2 e1 |! m% }' H0 w9 Z$ l* d
另：翻譯部分就更有必要了。要不我看不懂{:soso_e110:}
作者: 哥們是凡人    時間: 2012-5-9 21:38
樓主的這個題目挺好的,，因為每個人的看法,，看點都不一樣的，這樣有助于大家一起學習,，頂�,。。,�,！
作者: zy-hz163    時間: 2012-5-9 21:38
爭取 每天看樓主的貼！呵呵,！
作者: choeyee    時間: 2012-5-12 21:25
好帖,，持續(xù)關注！
作者: 敦煌千面可窺    時間: 2012-5-12 23:59
挺長時間沒摸書本了,，腦袋確實有點銹逗,。仔細想想，就是初中物理知識,。呵呵
作者: 蟄蜂讜羽    時間: 2012-5-13 18:11
這是一件讓人頭疼的事,！
作者: initial戴    時間: 2012-5-13 18:24
不錯  一看解答方式就全部明白了
作者: RAJRLZD    時間: 2012-5-18 21:13
感覺模糊，先看看書理一下頭緒
作者: bonnjovi2008    時間: 2012-5-22 16:12
好
作者: xjj651203    時間: 2012-5-22 22:05
樓主,，進過我的研究你的答案是錯的,，如果把圖中P的方向改為相反方向，答案菜解釋得通,！請各位答題的時候先考慮考慮,，本題螺栓預緊力的方向是否和P同向,？再來回答這個問題！�,�,！
作者: 330774730    時間: 2012-5-28 21:07
是有用的
* r: t3 _5 G7 t9 v
作者: Ｓｍāｌｌ_.尨    時間: 2012-7-12 18:04
隵了
作者: luping1987    時間: 2012-7-22 20:45
多看這種題目,，鍛煉大腦
作者: Twiney123    時間: 2012-11-18 23:26
    有意思的題目,，感謝無私的樓主！
作者: 懂水的魚    時間: 2012-11-19 04:02
感謝樓主的好貼,！學習中,。。,。,。。,。,。。,。,。。,。,。。,。,。。,。
作者: 蕭蕭竹徑    時間: 2012-11-21 23:29
呵呵 有意思的例子
作者: 楓風coco    時間: 2013-2-5 16:31
where force P is greater than the force of preliminary　tension,the contact between the slab and lower bracket will be opened,。7 K( _2 m5 z$ \
“如果力P大于預緊力Nt, 板和螺母將脫離接“/ O  X; N+ h& v; {/ g" x
9 o1 x; C3 U. S5 x& q
這里不是板和螺母脫離吧， 應該是板和下面的支架脫離,。螺母和支架還是接觸的,。3 L- W, t3 a4 U
作者: Э∈┭βθ    時間: 2013-2-5 18:31
謝謝了學習了
作者: 堅守本心    時間: 2013-2-5 22:29
支持樓主，堅持更新
作者: qeuun    時間: 2013-6-27 08:40
再弄難的我就得請您輔導了  大俠,。



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