【正文】 分類情況，讓大家對(duì)它的類型有所了解，然后分析了加工制孔的實(shí)際應(yīng)用需要注意的，到大六角頭螺栓的緊固原理到，扭剪型螺栓的緊固原理，目的是為在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行緊固時(shí)提供正確的幫助，與緊固原理相關(guān)的知識(shí)就是對(duì)螺母的初擰、復(fù)擰、終擰的操作方法以及注意事項(xiàng)。由于它的廣泛應(yīng)用，迫切需求。只是在冷加工處理時(shí)表現(xiàn) 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)論文 33 出硬度高，在加工 級(jí)的螺栓時(shí)更容易出現(xiàn)裂紋，所以常用在制造 級(jí)以下的螺栓。這與表面處理，零件壽命相關(guān)聯(lián)，一般是降低 S、 P 含量，降低非金屬雜質(zhì)的含量，提高韌 性，抗變形能力，成品率，制造精度，檢查保存方法，總之是對(duì)螺栓的各方面做到更完美的改進(jìn)。 圖 423 圖中列舉了在材料處理中不同的硫含量對(duì)于材料臨界變形量的影響。如下圖所示 。未來發(fā)展中將向著一下的幾個(gè)重要方面 其一，性能方面的改進(jìn)和提高，目前在拉力加到 900KN 之后，材料的延遲斷裂敏感性明顯增 大，如圖 122 所示，當(dāng)遇到強(qiáng)風(fēng)時(shí)，由于強(qiáng)度不足，而造成的風(fēng)電設(shè)備的損壞，此類事件還有很多，說明解決強(qiáng)度問題即提高材料的延遲斷裂敏感性是未來發(fā)展的一個(gè)方向。在完成以上工作的基礎(chǔ)之上，就可以進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室，熟悉實(shí)驗(yàn)的具體操作，以及重要的實(shí) 驗(yàn)原理。最危險(xiǎn)的部分就是螺帽與螺桿的連接處。 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)論文 29 簡(jiǎn)要介紹一下大致的步驟：一：部件，在 ABAQUS 中劃出圖形，即畫一個(gè)螺栓。 下面介紹有限元分析的幾個(gè)重要的具體的步驟。例如：對(duì)于M22 螺栓扭矩力值應(yīng)該加到 177 到 216 之間，但是機(jī)器之后默認(rèn)加到最小值，這也是可能的影響因素之一。 ②在擰緊螺栓的過程中要將螺栓孔對(duì)準(zhǔn)位置，不能強(qiáng)行生硬的安裝螺母，否則扭矩系數(shù)會(huì)產(chǎn)生大的誤差。 M27179。如下表所示： 表 316 由上表得出圖像如下圖所示： 圖 316 一組 二組 三組 四組 五組 P(KN) 12 100 M(NM) 101 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)論文 24 從圖中我們可以看出從零點(diǎn)到第四點(diǎn)是完全符合線性規(guī)律的，從第四點(diǎn)到第五點(diǎn)雖然斜率 K 有增大的趨勢(shì)，但基本符合線性，但是到第六點(diǎn)扭矩系數(shù) K 的斜率有了明顯的變小，到第六點(diǎn)是測(cè)出扭矩系數(shù)值為 K=0135. 接下來我們來比較不同公司生產(chǎn)的螺栓扭矩系數(shù)。為了研究轉(zhuǎn)動(dòng)墊片對(duì)扭矩系數(shù)的影響，在墊片與螺母之間加一張光滑的紙，這樣當(dāng)對(duì)螺母施加力的作用是，由于螺母與墊片之間接觸光滑就會(huì)發(fā)生一定的轉(zhuǎn)動(dòng)效果。 根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 級(jí)高強(qiáng)度螺栓的扭矩系數(shù)平均值在 ~ 之間，并且對(duì)于 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)論文 20 M16 螺栓的軸力值在 49 到 49 之間，說明它的符合扭矩系數(shù)的圖像應(yīng)該在一個(gè)區(qū)間，而且是直線型的。對(duì)于拆卸的高強(qiáng)度螺栓最后不再用，如果用要進(jìn)行再一次的檢修測(cè)量。大六角頭螺栓在出廠后一般的保質(zhì)期為六個(gè)月，在六個(gè)月內(nèi)只要保管好，扭矩系數(shù)不會(huì)發(fā)生大的變化，但是六個(gè)月后，雖然螺栓表面可以達(dá)到要求，但是磷皂化處理的墊片等會(huì)發(fā)生改變，造成誤差。也可以將此歸類為溫度對(duì)于扭矩系數(shù)影響，所以在施工時(shí)要注意溫度的變化引起的系數(shù)變換，一般來說通過以前的實(shí)驗(yàn)資料，我們知道溫度是影響扭矩系數(shù)的原因之一 扭矩系數(shù)影響之三：在以前用的測(cè)試機(jī)為 CSG1500A 這種類型的機(jī)器，最大的缺點(diǎn)是在測(cè)量國(guó)產(chǎn)中受電壓不穩(wěn)的影響嚴(yán)重，由此會(huì)產(chǎn)生扭矩系數(shù) 的不確定性，在實(shí)驗(yàn)時(shí)如果遭到電壓的波動(dòng)影響，得到的數(shù)據(jù)產(chǎn)生上下不穩(wěn)的波動(dòng)值。 100 當(dāng)軸向力值達(dá)到 時(shí)，扭矩值 測(cè)出的扭矩系數(shù)為 . 圖 212（卡片） 圖 213（內(nèi)擋板） 圖 214（測(cè)試儀） 圖 215（軸力傳感器） 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)論文 16 圖 216（螺栓套筒） 圖 217（扳鋼） 圖 218 影響扭矩系數(shù)的相關(guān)因素 影響因素 在介紹公式的一節(jié)中，我們由公式給出了影響扭矩系數(shù)可能相關(guān)的因素，接下來讓我們具體介紹扭矩系數(shù)到底和什么因素直接相關(guān)聯(lián)，是什么影 響了扭矩系數(shù)的大小。簡(jiǎn)要介紹 M20 螺栓小如下圖所示： 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)論文 14 M20 高強(qiáng)度螺栓圖 211 下面通過幾組根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) GB/T 123191 規(guī)定的不同類型的高強(qiáng)度螺栓在處理 扭矩系數(shù)時(shí)應(yīng)該加到的扭矩值的數(shù)據(jù)列出： 表 211 我們以 M20 螺栓為例介紹整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程，首先取出 M20 螺栓將于 M20 螺栓相配套的用具準(zhǔn)備好，對(duì)于不同型號(hào)的螺栓，有相對(duì)應(yīng)的內(nèi)擋板（如圖 4）外擋板、螺栓套筒（如圖 7）還有卡片（如圖 3）如圖六所示為軸力傳感器，在扳手施加力時(shí)，通過 扳鋼變成扭矩作用在施力套筒上，從而作用在軸力傳感器上，軸力傳感器與顯示屏相連接，從而顯示出扭矩值大小，計(jì)算出扭矩系數(shù)。而對(duì)于 K 的影響因素至少涉及到對(duì)于 D 的測(cè)量和處理。還有確定好連接副的長(zhǎng)度扭矩傳感系數(shù)，施力扳 手。大約 20 秒后進(jìn)入操作頁(yè)面或按切換鍵直接進(jìn)入操作界面。 [刪除∕結(jié)果 ]切換到結(jié)果界面，能進(jìn)行刪除。此臺(tái)機(jī)器還具備備份功能，讓你的實(shí)驗(yàn)參數(shù)隨時(shí)進(jìn)行備份，以便于下次的使用，對(duì)于勿操作還有恢復(fù)數(shù)據(jù)功能。主要部分組成：調(diào)節(jié)螺桿 調(diào)節(jié)螺母 手柄 軸力傳感器 固定支座 移動(dòng)拉力座 內(nèi)擋板 外擋板 螺栓套筒 施力套筒 扳扛等。大六角頭螺栓由一個(gè)螺栓一個(gè)螺栓一個(gè)螺母和倆個(gè)墊片。 連接和安裝：在安裝螺栓時(shí)一般將螺母擰進(jìn)螺栓的一到二扣，用 L表示螺栓長(zhǎng)度， L1表示連接層的厚度， L? ，則我們可以得出 L=L1+ L? 小結(jié) 高強(qiáng)度螺栓在儲(chǔ)存和運(yùn)輸方面的介紹：在出場(chǎng) 之后會(huì)附帶給出廠說明書，質(zhì)量保證書，操作施工人員要詳細(xì)閱讀。直徑為 到 的公稱直徑必須全部通過檢查才行。對(duì)于電動(dòng)扳手，長(zhǎng)度為 65mm，它的操作空間 530mm 加上連接副的總長(zhǎng)度。為最佳選擇。從這里我們可以判斷出來，這種類型的螺栓承受的最大的力矩就是在擰斷瞬間的力矩。抽查時(shí)一般會(huì)選取出 5 到 10 份作為樣本。② 扭矩系數(shù)，扭矩系數(shù)是本論文的中心，后面將會(huì)具體介紹，在這里簡(jiǎn)單提到過大的 扭矩系數(shù)螺栓的強(qiáng)度和延展性（在 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)論文 7 亞洲中國(guó)和日本對(duì)于扭矩系數(shù)的控制有很好的掌握，歐美等地雖然很早發(fā)現(xiàn)意識(shí)到扭矩系數(shù)的重要性，但一直沒有相關(guān)的規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)）。上面介紹的為轉(zhuǎn)角法?，F(xiàn)在預(yù)緊力用 P 表示， k 表示螺栓彈簧系數(shù)，產(chǎn)生的壓縮量δ。我們就要盡可能減少無用功所產(chǎn)生的能量。國(guó)內(nèi)大約有 58 種，這里不一一說明了 。也能保證質(zhì)量的要求。 第四：風(fēng)力發(fā)電機(jī)組高強(qiáng)度螺栓連接 的應(yīng)用 [5]，近幾年來，能源問題備受關(guān)注，可持續(xù)能源更成為未來能源發(fā)展一個(gè)重要的方向，而風(fēng)能作為一種零污染的可持續(xù)能源，成為了未來要發(fā)展的重要方向，在風(fēng)力發(fā)電的發(fā)電機(jī)上，就應(yīng)用到高強(qiáng)度螺栓，我們知道，風(fēng)力發(fā)電機(jī)主要包括五個(gè)部分分別為葉片，輪轂，主軸，塔筒與機(jī)架，但是在風(fēng)力很強(qiáng)的時(shí)候，發(fā)電機(jī)及設(shè)備很容易由于連接強(qiáng)度不足被吹散，例如在 08 年 10月份，在臺(tái)灣的一架風(fēng)力發(fā)電設(shè)備由于臺(tái)風(fēng)而發(fā)生斷裂，是由于底部的螺栓全部開裂而發(fā)生的，多年以來全國(guó)各地此類事件很多，也就是說高強(qiáng)度螺栓的使用必須成為解決此類問題一個(gè)關(guān)鍵。 現(xiàn)在來講高強(qiáng)度螺栓的發(fā)展已經(jīng)進(jìn)入到一個(gè)很深的層次。第二承壓型連接，使用強(qiáng)度較高的剛制成。也就是說 K 是作為高強(qiáng)度螺栓質(zhì)量的主要指標(biāo)。另一方面，讓人們對(duì)強(qiáng)度螺栓連接副扭矩系數(shù)有充分的 了解。本篇論文將重點(diǎn)介紹不同規(guī)格的高強(qiáng)度螺栓連接副扭矩系數(shù)測(cè)量與數(shù)據(jù)分析比較。其次在對(duì)如何測(cè)量怎樣測(cè)量連接副扭矩系數(shù)及要用到的設(shè)備工具有一個(gè)具體的介紹。從 20 世紀(jì) 80 年代，中國(guó)由于從國(guó)外的引進(jìn)才對(duì)鋼結(jié)構(gòu)有所了解，在接下來的近 20 年里，隨著建筑用剛的快速發(fā)展，高強(qiáng)度螺栓逐漸被使用， 在近幾年當(dāng)建筑行業(yè)的發(fā)展對(duì)螺栓性能要求的不斷提高，普通螺栓已經(jīng)無法滿足工程實(shí)際中某方面的需要，高強(qiáng)度螺栓問世，在材料上人們將優(yōu) 質(zhì)的 35剛進(jìn)行熱處理得到 ,最直觀的判斷，就是兩者在受力特點(diǎn)方面的區(qū)別。在安裝和使用之前需要經(jīng)過嚴(yán)格的審查和復(fù)驗(yàn)。但最主要的原因是它可以承受較大的預(yù)緊力，這說明它也可以應(yīng)用在高壓與密閉性容器的連接中。 第二：南京長(zhǎng)江大橋的高強(qiáng)度螺栓 [3]的應(yīng)用。 不同種類的高強(qiáng)度螺栓連接副 為了接下來的實(shí)驗(yàn)做鋪墊，我們先來了解研究一下不同種類的螺栓。第一類，當(dāng)前質(zhì)量，在鍛造之前比較好的鋼材 ，力學(xué)性能要求不易變形、開裂容易鍛造等等。如果將螺母受到的扭矩作為全部的外力做功即總功之和。下面給出一個(gè)公式來說明 M 與 F 的關(guān)系： T= 2P ﹛nne dt a nd ??? ?? ）（﹜ 公式跟涉及到了螺紋的有效直徑ed表示，螺紋面的摩擦角、螺紋面摩擦系數(shù)螺牙的半角、升角、螺母與墊片接觸面直徑、螺母與墊片之間的摩察系數(shù)。則有 θ = Pδqδ? 179。而握距就是影響因素之一，還和螺栓的剛度相關(guān)聯(lián)。一位普通的施工工人用盡全力完成擰緊過程即可當(dāng)作終擰，需要提醒的是最好在三次擰緊的過程中進(jìn)行標(biāo)記，這樣漏擰個(gè)過擰現(xiàn)象不會(huì)發(fā)生。即它和大六角頭螺栓在外形上有所不同。 接下來將過程中涉及到的相關(guān)公式介紹給大家。 高強(qiáng)度螺栓的連接和施工 加工和制造孔：按照相關(guān)規(guī)定對(duì)于螺栓和板件之間連接時(shí)，蓋板和接板只能有一個(gè)是采用擴(kuò)大孔型?？椎念愋鸵话惴譃槿N第一標(biāo)準(zhǔn)圓孔，偏差從 M24 的 + 到M30+，第二大圓孔，偏差一樣，直徑不同圓度相同。在制造有偏差時(shí)，△ =（ 到 ）使間隙更小。如果存放的時(shí)間超過了半年，那么在此使之前要進(jìn)行再次的復(fù)查。大六角頭螺栓用力矩法和轉(zhuǎn)角法來控制預(yù)緊力，而扭剪型的只需要用電動(dòng)扳手?jǐn)Q斷十二角體便可滿足要求，并且對(duì)人工操作沒有特殊要求，即普通施工人員就能完成。對(duì)于扭矩，扭矩系數(shù) 軸力皆可進(jìn)行測(cè)量。機(jī)器控制電壓 220V AC 軸力檢測(cè)范圍大于 20KN 小于 500KN，扭矩檢測(cè)范圍大于 10NM 小于 20xxNM，螺栓的長(zhǎng)度大于 60mm 小于 250mm， 螺栓的規(guī)格分別為 M16 M20 M22 M24 M27 M30，精確度達(dá)到軸力范圍的177。 [結(jié)果∕﹤ ]顯示當(dāng)前實(shí)驗(yàn)結(jié)果向左移動(dòng)光標(biāo)。選擇等級(jí)有 和 兩種。當(dāng) 8組實(shí)驗(yàn)全部完成后，保存好數(shù)據(jù)就可以進(jìn)行分析比較處理了，具體的步驟我們?cè)诤髱坠?jié)中會(huì)詳細(xì)講到。 利用上述機(jī)器我們省去了人工操作的麻煩。 拿出 M20 螺栓，通過內(nèi)外擋板，安裝在固定位置上，并安裝上卡片，目的是防止螺栓在擰緊時(shí)發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，開始時(shí)螺母稍微擰緊一點(diǎn)作為初擰就可以了，然后套上螺栓套筒，軸力傳感器與施力套筒，加上扳鋼后，按順時(shí)針方向逐漸加力。其三，螺母和螺栓的螺紋表面是否會(huì)出現(xiàn)損傷情況，以及表面處理也是影響扭矩系數(shù)的關(guān)鍵因素之一。經(jīng)過專業(yè)處理的墊片（磷皂化潤(rùn)滑），會(huì)使扭矩系數(shù)變小，而墊片發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)扭矩系數(shù)變大。 總結(jié)：通過以上分析我們知道扭矩系數(shù)相關(guān)的知識(shí)，在生產(chǎn)，處理，保持時(shí)都要嚴(yán)格按照規(guī)定進(jìn)行，高強(qiáng)度螺栓的確為建筑等方面提供了新的幫助，但由于相對(duì)于普通螺栓它的作用意義大，所以操作起來就一定會(huì)比普通螺栓麻煩。但是根據(jù)上述提到的國(guó)標(biāo)的規(guī)定，我們知道正常的扭矩系數(shù)值在 — 之間，而我們的數(shù)據(jù)中有很多是不在此范圍之內(nèi)，下面我們將介紹是什 么原因影響著扭矩系數(shù)的值過大。在通過表觀察測(cè)量后的 m16 的圖像如下圖所示： 圖 312 由圖中可以看出原本應(yīng)該直線的圖像卻在 m= 是出現(xiàn)了彎曲。接下來我們來驗(yàn)證被水澆過的連接副的扭矩系數(shù)的變化。 90 測(cè)量數(shù)據(jù)如下表所示： 表 317 代號(hào)為 THNI廠家生產(chǎn)的 M22179。《根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》與GB5020520xx 規(guī)定扭矩系數(shù)要在 到 之間為最恰當(dāng)。） 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)論文 27 另外在對(duì)螺母的終擰結(jié)束后，要求螺桿必須露出螺母后有 1~2 環(huán)的余量。 有限元是一種現(xiàn)在應(yīng)用在工程與設(shè)計(jì)中數(shù)據(jù)計(jì)算方法。此為施加邊界條件。五：載荷在螺栓的頭部完全約束，螺栓桿端部施加表面載荷。從最大的 減小到 0（由于螺帽端部是完全固定的）所以為防止在螺栓使用時(shí)發(fā)生變形，應(yīng)該重點(diǎn)做好螺桿部分的強(qiáng)度。 也可以說本篇論文只是在前人對(duì)高強(qiáng)度螺栓的研究的基礎(chǔ)上進(jìn)行總結(jié)，結(jié)合親身實(shí)驗(yàn)中總結(jié)的一些額外的知識(shí)而寫成的本篇論文。 KNDS4 能達(dá)到 1500MP。此外還可以加入微量的 Cr、 Mn這樣在熱處理時(shí)的脆透性也會(huì)提高，這樣用硼元素代替其他的價(jià)格昂貴的金屬元素，造價(jià)可想