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受翻转力矩作用的螺栓组连接实验 开题报告书 团队名称： 团队成员： 指导老师： 2014年4月19日 目录 TOC \o 1-5 \h \z \o Current Document 1、 立论依据 3.. \o Current Document 1.1背景意义 3. \o Current Document 1.2现状分析 3. \o Current Document 1.3参考文献 4.. \o Current Document 2、 主要设计或研究内容 4. \o Current Document 2.1主要研究内容 4. \o Current Document 2.2拟解决的主要问题 6. \o Current Document 3、 实验研究方案及技术路线 6. \o Current Document 4、 主要特色 6.. \o Current Document 5、 可行性分析 7.. \o Current Document 预期研究成果 .8.. \o Current Document 7、时间安排 8.. 立论依据 1.1背景意义 螺栓连接是将两个以上的钢结构零部件或构件用螺栓连接成为一体的连接方法， 是构件 安装和结构安装中最简便的连接方式。 螺栓连接是否符合设计要求， 对整个设备的运行可靠性和安全性有很大的影响。 为了保 证螺栓连接的可靠性， 除了螺栓螺母本身的质量要求外， 装配时螺栓预紧力的控制也起到关 键性的作用。给螺栓连接施加合适的预紧力可以增强连接的刚性、紧密性、防松能力 谴免 螺栓在受横向载荷时的窜动。预紧力偏低在连接中不能起到紧固的作用 ，若预紧力太大则会 使螺栓产生塑性变形而失去弹性， 同样失去紧固的作用。 所以，在装配时准确地控制螺栓的 预紧力显得尤为重要。 螺栓组中众多螺栓的加载顺序不完全以一样， 这可能对螺栓的预紧力产生影响， 继而在 后面加载的过程中也会产生影响， 加载顺序对螺栓失效也会产生影响。 本次实验对螺栓预紧 顺序进行研究，确定其对预紧力是否有影响。 1.2现状分析 目前，实验室有三种实验台: 立式螺栓组实验台 图1立式螺栓组实验台 卧式螺栓组连接实验台 图2卧式螺栓组连接实验台 小型内置式螺栓组实验台 图3 图3小型内置式螺栓组实验台 2012.1?3参考文献 2012. 朱振杰，毕文波?机械原理及机械设计实验指导 [M].武汉：华中科技大学出版社, 陈秀宁 机械设计基础[M].杭州：浙江大学出版社， 2007. 邱宣怀.机械设计[M].北京：高等教育出版社，1997. 2、主要设计或研究内容 2.1主要研究内容 实验研究采用立式螺栓组实验台，其结构简图和原理如下： 图4螺栓组实验台结构简图 1-托架 2- 机架 3- 螺栓 4-电阻应变片 第一杠杆 6- 第二杠杆 7- 砝码 被连接件机座和托架 1被双排共12个螺栓3连接，连接面间加入垫片，砝码 7的重力 通过双级杠杆加载系统增力作用到托架 1上，托架受到翻转力矩的作用，螺栓组连接受横向 载荷和翻转力矩联合作用， 各个螺栓所受轴向力不同， 它们的轴向变形也就不同。 在各个螺 栓上贴有电阻应变片，可在螺栓中段测试部位的任一侧贴一片，或在对称的两侧各贴一片, 如图2所示.各个螺栓的受力可通过贴在其上的电阻应变片的变形，用电阻应变仪测得。 图5 图5螺栓安装及贴片图 螺栓预紧在很大程度上可提高螺栓连接的初始刚度和载荷承载力，对于结构设计者来 说，充分了解预紧力对螺栓连接的载荷承受能力非常重要。 螺栓预紧力的引入， 可以明显提 高节点的抗滑移能力，降低极限螺栓弯曲角。 螺栓预紧力分析：由图可知 lF l tanrb lF l tanrb F - ： F ~ . ： ■ tan% Cb Cb Cm Cb ? Cm 2.2拟解决的主要问题 1、 对螺栓组连接中螺栓的受力和变形进行理论计算和实验操作，建立有限元模型进行 分析，与实验结果进行对比，验证实验台是否达到使用要求； 2、 发现实验过程中实验系统产生实验误差的地方，并提出改进意见； 3、 根据理论分析和实验验证，选取螺栓的最佳预紧顺序； 3、实验研究方案及技术路线 1、 对实验台进行测绘，测量并记录实验中的关键数据，然后对实验进行理论分析，计 算螺栓组连接中螺栓的受力及变形，在计算过程中，将砝码的重量 G、系统的自重 G。、预 紧力的大小F J螺栓中心到翻转轴线的距离 ri四个变量用字母表示，推导出螺栓受力的公 式，并用计算机语言编一个小程序， 用来定量计算每个螺栓的受力。 当研究系统自重的影响 时，只需比较Go=0和Go*0两种情况下的实验结果，并进行分析； 2、 建立有限元模型，利用计算机软件辅助分析螺栓组连接中螺栓