【正文】 在未來幾十年甚至更遠的時間里將會起到它難以睥睨的作用。 其三，用剛的質(zhì)量的保證，即可靠性測量。 圖 422 通過這個圖看出了這種鋼材所含有的一些微合 金元素，及所適合的強度水平，中國的研究院也開始這方面的研究。另一方面，在制造螺栓的熱處理過程中，避免不了的操作就是球化退火和最后的淬火處理，目前發(fā)現(xiàn)一種微合金非調(diào)制剛，可以省去這兩個步驟，那么就會很大的提高經(jīng)濟效益。目前一種提法叫做超高強度化螺栓 [14]，這種螺栓意在解決延遲斷裂問題，隨著鋼結(jié)構(gòu)出現(xiàn)的更高層建筑，以及新出現(xiàn)的大型設(shè)備用強度更高甚至于超過1400MP 的螺栓，解決抗拉強度問題也變得迫在眉睫，如下圖所示簡單給出一些場合對于螺栓強度的要求 [15] 圖 421 解決的辦法目前來說，就是分析材料的晶體性質(zhì)，一般是晶界偏析引起的 [16] 通常采用通過回火 的溫度細化晶粒，日本的 ADS、 KNDS[17]中國制造的 ADF 系列的螺栓目前已經(jīng)具備這種強度的滿足，在 80 到 90 年代日本又相繼推出了， ADS2/ADS3，在ADS3 中添加了 Mn、 V、 Nb 等合金，耐延遲斷裂性有了新的提升，在 KNDS[18] 系列的螺栓中加入了 Ti、 Al 等合金也具有很多的強度切不容易斷裂。 但是，即使在近幾年中國的科 技飛速發(fā)展，在高強度螺栓的研發(fā)和使用方面相對于一些發(fā)達國家同樣有著很大的差距，就目前來說僅僅有能制作出三四中滿足 級的螺栓，其中有 ML20MnVB[8]、 ML35CrMoV[14 15][13]、 35CrMo[16]，在 20xx 年以前，我國的 級螺栓還處于實驗室研究中，對于汽車制 內(nèi)蒙古工業(yè)大學本科畢業(yè)論文 32 作等用到高強度螺栓方面還需要進口。實驗完成之后我們進行了具體的數(shù)據(jù)分析，在查閱了大量資料結(jié)合本次實驗的實際經(jīng)驗，對數(shù)據(jù)進行了具體的分析，并且對重要的影響扭矩系數(shù)的諸多相關(guān)知識進行了總結(jié)歸納。一般來說，施工中會用到大 量的高強度螺栓，沒辦法進行逐個測量，一般分為幾組進行試驗測量扭矩系數(shù)。由此為避免螺栓在使用時易損壞，我們可以再特步處理一下連接處材料。如下圖所示： 圖 321 七：作業(yè)，提交上述步驟給計算機。 二：材料屬性，定義材料的楊氏模量和泊松比分別為 210000 和 ，然后將材料屬性賦給螺栓。由技術(shù)扭矩系數(shù) K 的公式： M=PDK 可知需要在 abaqus 軟件中反映出 M 與 P 的關(guān)系。選取一個模型，首先分析模型的受力情況（對于具體的做法由于不 同的操作軟件做法也會不同這里介紹不同軟件必須實現(xiàn)的幾個過程比如 ansys abaqus）劃分網(wǎng)格，一般分為三角形網(wǎng)格和四邊形網(wǎng)格，做出將物體分為若干個小單元，分化的越細，計算的結(jié)果會越精確（根據(jù)電腦的 CPU而定）。用有限元的手段，這種手段相當于模擬模型物體的受力情況，根據(jù)實際的情況施加約束力，在計算機上會得出大概的當受力后物體模型的變化情況。 除了上述的常用的幾條因素外，通過實驗自己也得到了以下會影響扭矩系數(shù)大小的因素， M20 和 M27 的值在給定的范圍之內(nèi)說明他們是合格的高強度螺栓，對于 M24 螺 栓的系數(shù)為何大如圖 圖 3110，通過圖我們看到螺栓的本身已經(jīng)生了很深的鐵銹，螺栓也有很明顯的磨損的現(xiàn)象，說明此螺栓已經(jīng)遭到嚴重的破壞，已經(jīng)不能應用在施工場所，可以作為實驗室的對扭矩系數(shù)的測量的影響因素的參考。整體偏差小于 . ⑤實驗時用到的直徑均是由螺栓型號給出的， 例如 :測量 M22 螺栓扭矩系數(shù)時，直徑D 邊直接選用 22mm，但是當我們用游標卡尺親自測量時發(fā)現(xiàn)，直徑 D 根本沒有達到22mm。 ③對于工作環(huán)境的要求，要求操作環(huán)境必須干燥包括安裝組件，初擰復擰終擰等狀態(tài)必須在 24 小時之內(nèi)完成?？赡苁歉鞣N的保管或處理未能完成 妥善加上實驗的不可避免的實驗誤差等因素。 100 螺栓測量數(shù)據(jù)如下圖所示： 表 3110 一組 二組 三組 四組 五組 P(KN) M(NM) 一組 二組 三組 四組 五組 P(KN) M(NM) 內(nèi)蒙古工業(yè)大學本科畢業(yè)論文 26 表 319 從圖中看出最終的扭矩系數(shù) K 值在兩條標準 K 的范圍內(nèi)，即得到的扭矩系數(shù)也是在~ 范圍內(nèi)，測得 K=. 數(shù)據(jù)比較： 在上述的實驗中我們得到了不同的扭矩系數(shù)值，在這些之中，我們要進行分析。 一組 二組 三組 四組 五組 P(KN) M(NM) 一組 二組 三組 四組 五組 P(KN) M(NM) 內(nèi)蒙古工業(yè)大學本科畢業(yè)論文 25 為體現(xiàn)接實驗的全面性取出的 M24 和 M27 的螺栓供參考。以 M22 螺栓 為例。得出的扭矩系數(shù) K=， 通過以上幾組對 M16 不同種情況的分析及圖像比較，我們的出結(jié)論，實驗室的 M16螺栓扭矩系數(shù)偏大。如下表所示： 轉(zhuǎn)動墊片時測量數(shù)據(jù) 一組 二組 三組 四組 五組 P(KN) 37 M(NM) 內(nèi)蒙古工業(yè)大學本科畢業(yè)論文 22 表 314 根據(jù)表格繪出一下圖像如圖所示 圖 314 得到 K=，比正常值要小，而且觀察圖中 k 的斜率可知，轉(zhuǎn)動墊片時扭矩系數(shù)值偏小，該螺栓先出現(xiàn) 的扭矩力值后出現(xiàn) 的扭矩力值，本來應該越來越大的扭矩力值卻出現(xiàn)減小的趨勢，一定是由于轉(zhuǎn)動的墊片而引起的不良反應，所以在施工中要避免出現(xiàn)墊片的轉(zhuǎn)動。 為了數(shù)據(jù)具有比較性，接下來我們用同一根螺栓在測量在不加墊片時測量 M16 螺栓得到的關(guān)于 m與 p的數(shù)據(jù) 一組 二組 三組 四組 五組 P(KN) M(NM) 表 313 得出 K=（明顯 K偏大）圖像分析如下圖所示： 圖 313 由圖中可以看出在一開始軸力值的增大使扭矩力值更快增大，即線段的斜率 K 過大。以 M16179。 正常測量 M16 時得到的數(shù)據(jù) * 以下 P 均代表軸向力值， M 均代表扭矩值。對于表面處理時要仔細，在超出有效期之后，對螺栓進行再一次的處理核對。 附加影響實驗研究泡水前后對高強度螺栓的扭矩系數(shù)的影響 [4]在施工過程中，避免不了遇到下雨的情況，螺栓在雨中淋濕或浸泡必然會造成扭矩系數(shù)的變化，于是通過實驗研究浸水后的螺栓。主要改變是磷皂化處理時在空氣中長期氧化失效所致，失效后，失 去潤滑作用，所以扭矩系數(shù)會發(fā)生變化。常見的表面處理方法有磷皂化潤滑處理和酸洗電鍍等噴丸以及各樣的圖層。在更早以前的液壓型機器更是，由于油污的影響，嚴重使測量系數(shù)不準 扭矩系數(shù)影響之四：人工操作影響，在實驗工程中操作工人應該熟知操作要領(lǐng)，比如在進行連接副工作時，要注意墊片的安裝位置，并且連接副不能重復使用，實驗過的在使用時影響會很大。 扭矩系數(shù)影響之一：在確定材料的連接副之后，我們要查看連接副是否生銹， 油污或表面塵土覆蓋，這些自然會對扭矩系數(shù)的測量產(chǎn)生誤差。在螺栓的連接中用到了墊片，那么墊圈與接觸面直接一定會產(chǎn)生摩擦，它的平均 內(nèi)蒙古工業(yè)大學本科畢業(yè)論文 17 直徑和摩擦系數(shù)就是影響扭矩系數(shù)的關(guān)鍵之一。做完以上工作對于一個螺栓的測量也就結(jié)束了。在實驗設(shè)定參數(shù)時，我們的螺栓強度統(tǒng)一為 級，并且實驗只準備了大六角頭型號的螺栓。上述的幾個量我們采 用統(tǒng)一的單位。并且要求 M和 P盡量的準確。在結(jié) 果中有三個字母表示，分別為 Z、 S、 Z 代表全部數(shù)據(jù)的平均值， S 代表著數(shù)據(jù)標準偏差， C代表數(shù)據(jù)變異數(shù)據(jù)。 打開電動盒的開關(guān)，按照以上的操作逐步進行，在加載是按照順時針的方向緩慢勻速加載，當設(shè)備的報警器若是響起，則需要停止加載。測量的型號僅限于 M16 M20 M22 M24 M27 M30 五種。在實驗過程中機器會隨時自動記錄下實驗的數(shù)據(jù)結(jié)果，在實驗參數(shù)界面通過設(shè)置項對實驗模式、需測出螺栓的等級 扭矩傳感器 量 程 螺栓規(guī)格等參數(shù)進行重新設(shè)置或更改。 [返回∕? ]在設(shè)置位加 1。[清峰∕打印 ]：將峰值清空，將結(jié)果打印出來。 1%。另外在傳感器方面也做了很大的進步，有專門用于對于載荷過大時的過載保護。在測量時施加軸力達到一定程度時，機器會發(fā)出類似于蜂鳴的聲音，說明測量已經(jīng)恰到好處，機 內(nèi)蒙古工業(yè)大學本科畢業(yè)論文 12 器將會自動記錄當前數(shù)據(jù)，（數(shù)據(jù)如需打印，按打印按鈕即 可），并且會自動地計算出相關(guān)的數(shù)據(jù)，自動處理好。對于以上主要部件的作用會逐步講到。這些在后來的試驗中將會用到，而扭矩系數(shù)的具體測 量也將會展示給大家。扭剪型的由一個螺母一個螺栓和一個墊片組成。 轉(zhuǎn)角法相比于已經(jīng)介紹的幾種是比較好用的，扭矩系數(shù)對它的影響會小一些，以螺母轉(zhuǎn)動控制角度并以角度控制螺桿的軸向力。對于螺紋的運輸也要注意，螺紋定要輕拿輕放，避免磕碰。臨時螺栓的百分之三十多于沖釘數(shù)。不能通過的孔在不影響施工圖的基礎(chǔ)上，要進行擴孔和補焊。沖孔是厚度小于 12mm 的次構(gòu)鍵連接。第三是大六角電動扳手，它分為處理 M24 以上和處理 M24 一下的兩個扳手， M24以上的要求長度在 60mm，施工空間要求 500mm 加上連接副的總長度， M24 以下的長度為 50mm，施工空間在 450 加上連接副的總長度。對于施工操作空間也有要求。在操作過程中有三個最終影響因數(shù) 扭矩系數(shù) K 抗拉強度 fu和 d0梅花頭切開直徑。 10 上左右。、當我們觀察到梅花頭斷裂即可停止電動扳手，正由于此，所以對于剪型高強度螺栓的緊固并不需要特殊的工作人員完成，普通的施工人員就可以做到，所以在工程實際中可以省下聘請 專業(yè)人員的費用。還有它的特有的部分是一個突出的被稱為梅花頭的部分（一個卡頭結(jié)構(gòu)）。 扭剪型高強度螺栓的緊固原理 對比與上述大六角頭螺栓，扭剪型螺栓的構(gòu)成只需要用到一個墊片，在螺栓的 后方與螺母相連接的地方加一個墊片。有時也可以進行劃線，終擰用專門的扳手擰過一定的度數(shù)，每一個螺栓都按照此來進行通過度數(shù)的識別就可以發(fā)現(xiàn)漏擰的螺栓。在螺栓的儲存于在此使用時，一定要進行扭矩系數(shù) K 的在次測量，扭矩系數(shù)一定會發(fā)生改變的，所以久置不用的螺栓要經(jīng)過復檢合格后方可再次使用 [9]。 PEA TLE0360?? 其中 E 為楊氏模量， p 螺距 L 握距。相對于扭矩法，轉(zhuǎn)角法有一定的優(yōu)勢，扭矩法是在彈性階段快結(jié)束時的位置 即第一次擰緊為標準，而轉(zhuǎn)角法則是以第二次作為判斷標準，因為軸力的變化小了，使得轉(zhuǎn)角法受扭矩系數(shù)的影響更小，但是轉(zhuǎn)角法也有一定的缺陷，因為它畢竟是在塑性區(qū)域進行的，有可能在擰緊的過程中，螺栓會出現(xiàn)突然地斷裂，一般來說在 1200KN 一下的高強度螺栓中不會發(fā)生這樣的脆性斷裂，也就是說常用的高強度螺栓不會出現(xiàn)這樣的情況，可以放心使用。第二段為第二次擰緊，關(guān)系為上升趨勢的一次函數(shù)，是擰緊的關(guān)鍵部分。而被約束物體產(chǎn)生的系數(shù)為 K1 壓縮為δ1。為什么我們要做這樣的實驗來測量扭矩系 數(shù)，其意義何在呢，一般來說對于同種類型的螺栓，保存良好會有相同的扭矩系數(shù)值，如果是這樣，通過施加扭矩我們就可以控制它的預緊力。在生產(chǎn)工廠中怎樣的過程控制加工工藝才能最大化的提高有用功的比值是我們研究的關(guān)鍵，也就繼而引出我們的宗旨如何確定一個好的緊固原理。則下面的公式成立 總A= )(21 無用無用有用 AAA ?? 其中 有用A 為由于扭矩產(chǎn)生的螺栓軸力即預緊力做的功， 1無用A 為墊片摩 擦產(chǎn)生的功，2無用A 為螺栓與螺母摩擦的功。 關(guān)于大六角頭高強度螺栓連接副的緊固的介紹 [7] 它的組成包括螺栓螺母各一個，兩個墊片。第三類稱為最終質(zhì)量，要求很高的抗拉強度，抗磨損、韌性、塑形達到要求在表面不容易出現(xiàn)集中力現(xiàn)象，潮濕等各種惡劣的環(huán)境下，均能保持良好的性能，比如在極其寒冷的地區(qū)施工時，螺栓不出現(xiàn)脆性斷裂，在溫度變化明顯的地區(qū)受熱臟冷縮影響最小，在水下施工不易腐蝕等等。高強度螺栓是指性能等級在 。它已經(jīng)成為與焊接同等重要的連接形式。 如下圖所示：很明顯螺栓在強風的作用下，發(fā)生了全部的斷裂。在這樣的大型施工中不僅要進行常規(guī)的儲存、驗收、進廠檢驗、抗滑移系數(shù)實驗、加工工藝、質(zhì)量檢查、復查等工作，還進行了螺母硬度檢查墊片硬度檢查，墊片硬度平均在 329HV 30436HV 30. 第三：重慶 朝天門長江大橋高強度螺栓群 [4]，在本座大橋上，由于拼裝式節(jié)點多，受重慶市溫度影響較大，連接板厚度較大等因素，決定使用高強度螺栓群作為連接裝置，該橋全長 934m 分為上下兩層，上層寬度為 ，下層寬度 29m，采用摩擦型高強度螺栓的連接，如下圖所示為當時設(shè)計的螺栓群的整體排布設(shè)計圖： 內(nèi)蒙古工業(yè)大學本科畢業(yè)論文 3