实验一螺栓联接实验.docx

实验一螺栓联接实验.docx实验一 螺栓联接实验
一、实验目的
测试轴向工作载荷的紧螺栓联接的受力和变形的关系曲线（变形协调
图）；
C1
求螺栓刚度C1、被联接件刚度C2、相对刚度C1C2；
试验预紧力和相对刚度对应力幅的影响，以考察对螺栓疲劳的影响。实验一 螺栓联接实验
一、实验目的
测试轴向工作载荷的紧螺栓联接的受力和变形的关系曲线（变形协调
图）；
C1
求螺栓刚度C1、被联接件刚度C2、相对刚度C1C2；
试验预紧力和相对刚度对应力幅的影响，以考察对螺栓疲劳的影响。
二、实验设备和仪器
实验机结构和工作原理
图1LB-实验机结构简图
图1为型螺栓联接实验机结构图。手轮1相当于螺母，与螺栓杆2相连。套筒3相当于被联结件，拧紧手轮1就可将其预紧。在螺栓杆和套筒上均贴有电阻应变片，用电阻应变仪测量它们的应变来求受力和变形。测力环4是用来测量轴向工作载荷的。拧紧加载手轮（螺母）6使拉杆5产生轴向拉力，经过测力环4
将轴向力作用到螺杆上。测力环上的百分表读数正比于轴向载荷的大小。
图2为LB-型实验机结构图本实验的实验参数如下：
1）螺栓材料为45号钢、，螺栓杆直径D10mm，变形计算长度L1130mm。
2）套筒材料为45号钢，弹性模量
E1

5Nmm
2
，外直径D31mm
和32mm各一件，，变形计算长度L2130mm。
）测力环刚度K
N/百分表1格。
3
4）电阻应变片灵敏度系数 。
仪器
1）YJ 16型数字电阻应变仪
2）YJ 18型数字电阻应变仪
3）PR10 18型预调平衡箱


三、实验原理
力与变形协调关系
在螺栓联接中，螺栓受拉力，产生拉伸变形；被联结件受压力，产生压缩变
形。根据螺栓和被联接件预紧力相等， 可把二者的力和变形图线画在一个坐标系
中，如图

3所示。当螺栓受轴向工作载荷

F作用时，其拉力由预紧力

QP

增加到
总拉力
的增量

Q。被联接件的压紧力 QP减少到剩余预紧力
1，等于被联接件压缩变形的恢复 2，即

Q'

P。这时，螺栓伸长变形
1 2 ，也就是说
变形的关系是协调的。因此图

3又称变形协调图。
图3
螺栓联接变形协调图
Q
Q1
Q2
C1
C2
力与变形之比
称为刚度。
1为螺栓刚度；
2为被联接件刚度。
C1
C1 C2称为螺栓的性对刚度。在力—变形
图上，刚度表现为图线的斜率。 为了提高螺栓的疲劳强度，通常采用降低C1
或增加C2的方法以降低载荷的变化值 F。
主要公式
螺栓联接的受力和变形，可用贴在试件上的电阻应变片， 配以电阻应变仪加
以测量。通常应变仪测量的是微应变
10
6
，应变片的接线按半桥接到应
变仪