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）；
C
1——
求螺栓刚度C 1、被联接件刚度C 2、相对刚度C1 C2 ；
试验预紧力和相对刚度对应力幅的影响，以考察对螺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）；
C
1——
求螺栓刚度C 1、被联接件刚度C 2、相对刚度C1 C2 ；
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1 LB-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、弹性模量"2・06 *105 Nmm 2,螺栓杆直径 D = 10mm，变形计算长度
L1 =130mm。
2） 套筒材料为45号钢，弹性模量E1 = 2・06*105 Nmm2，外直径D = 3】mm 和32mm各一件，内直径巳=27-5mm，变形计算长度匕=130mm。
3） 测力环刚度K = N /百分表1格。
4） 电阻应变片灵敏度系数。

1） YJ -16型数字电阻应变仪
2） YJ -18型数字电阻应变仪
3） PR1°-18型预调平衡箱

6,加载手轮7,电阻应变片8,百分表9,预紧手轮
图2型实验机结构简图
三、实验原理

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Q。被联接件的压紧力Qp减少到剩余预紧力Q p。这时，螺栓伸长变形 的增量&
1，等于被联接件压缩变形的恢复位2，即时瞥京2=时，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 C=Q C=Q
力与变形之比人称为刚度。1气为螺栓刚度；2气为被联接件刚度。
C
1
C1 + C2称为螺栓的性对刚度。在力一变形
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AF o
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M=*x10-6，应变片的接线按半桥接到应 变仪上。
材料在弹性限度内，应力与应变的关系为：。二E&=印"10-6
故螺栓拉力为：
F =(J A = x 10-6 x
i i i 4
被联接件(套筒)压力为：
71 ( )
F =e A - Epie x 10-6 x —y)2 -D2/