钢板加固螺栓球节点力学性能试验研究

针对螺栓球节点高强螺栓漏拧、少拧的情况,实际工程中常采用焊接钢板加固螺栓球节点来保障螺栓球节点承载力。为探究钢板加固螺栓球节点的破坏形式及极限承载力规律,对三组高强螺栓拧入深度0.5d(d为螺栓直径)螺栓球节点采用钢板加固并进行受拉承载力试验。试验结果表明,钢板加固螺栓球节点虽能提高节点的承载力,但试件高强螺栓和钢板变形很难协调,共同受力不理想,易发生局部破坏。故对原有加固方法进行改进,并进行加固后螺栓球节点拉伸破坏试验。结果表明,改进后的钢板加固螺栓球节点力学性能得到很好的提升,可为螺栓节点加固提供保障。

高强度螺栓轴力与扭矩关系线性回归分析及不确定度评定

高强度螺栓广泛应用于各类高压罐体中,为了量化装配过程中的检验标准,建立高强度螺栓扭矩与轴力的对应关系模型。基于高强度螺栓轴力-扭矩实验,采用一元线性回归分析方法,建立高强度螺栓拧紧扭矩与轴力的理论关系模型;并采用剩余标准差对线性回归模型的斜率和截距进行不确定度评定。结果表明,模型计算的回归结果与实验结果的误差在±7%以内,螺栓轴力的剩余标准偏差与平均值的相对百分比小于3%,线性回归方程可以准确预测高强度螺栓扭矩与轴力的之间关系,不确定度分析可准确获取各参数的置信区间。研究对提升高强度螺栓的装配质量和连接性能,有一定的理论意义和应用价值。

基于非接触式测量技术的高强螺栓预紧力检测方法研究

为了研究非接触式测量技术检测高强螺栓预紧力的可行性,以8.8级M16高强螺栓为研究对象,采用有限元软件对高强螺栓施加预紧力进行了模拟,分析了不同螺栓预紧力下螺帽表面应变分布。通过电阻应变片检测试验测量了高强螺栓施加预紧力过程中的螺帽表面应变,将测量结果与模拟结果进行对比,验证了有限元模拟的正确性和螺栓预紧力与螺帽表面应变之间的线性关系。采用三维数字图像相关法检测了高强螺栓预紧力施加过程中的螺帽表面应变,并与有限元分析结果进行了对比。最后,采用正态分布完全样本可靠度置信下限计算方法得到了20%失效概率、50%置信度下的8.8级M16高强螺栓螺帽表面应变检测目标值。结果表明:采用三维数字图像相关法通过检测螺帽表面应变从而确定高强螺栓预紧力理论上是可行的。

汽车高强度螺栓的防松性能的影响因素研究

建立了螺纹联接拧紧力矩与松脱力矩的计算模型,得出拧紧力矩与松脱力矩计算的规律,粗牙螺栓的松脱力矩为拧紧力矩的80%,细牙螺栓的松脱力矩为拧紧力矩的85%。对螺栓防松性能的影响因素进行了理论分析,并通过横向振动试验验证了不同头部结构、弹簧垫圈、预紧力、表面处理等对螺栓防松性能的影响,结果表明:六角法兰螺栓的防松性能较好,弹簧垫圈在预紧力较小时具有一定的防松作用;在一定范围内,随着预紧力、摩擦系数增大,防松性能越好;粗牙螺栓的防松性能较细牙螺栓好。并且提出了部分高强度螺栓的使用建议。

钢结构端板连接高强度螺栓几种施拧顺序的对比研究

针对钢结构端板连接中高强度螺栓的施拧顺序对螺栓预紧力的影响,对8个试件有针对性地采用3类不同的施拧顺序对高强度螺栓进行施拧,以进行对比研究。根据试验结果及分析,对钢结构端板连接中高强度螺栓施拧顺序提出了建议。

钢板组合单边螺栓钢筋机械连接件抗拉性能试验

为实现无湿作业、无焊接条件下将单向预制板横向钢筋拉通受力并形成双向板,考虑施工效率和可操作性,提出钢板组合单边螺栓钢筋连接件。为研究连接件抗拉性能,对22个试件进行单调拉伸试验,研究参数为钢板强度、螺栓个数、预紧力大小和锚固长度,重点考察破坏形态、极限承载力、荷载-位移曲线及变形能力。试验研究表明:此类连接件存在钢筋拉断、钢筋犁沟式拔出两种破坏模式;对于调质45#钢盖板,连接件的钢筋临界锚固长度在2d~3d之间,低于临界锚固长度时钢筋犁沟式拔出,高于临界锚固长度时钢筋拉断;连接螺栓数为4时,连接件即可实现钢筋等强连接;连接件的盖板宽度减小时,临界锚固长度增加;在锚固长度相同条件下,连接件抗拉强度随螺栓预紧力增大而增大;对于Q460C高强钢盖板,均为齿钉挤压变形、钢筋拔出破坏;在相同试验条件下,带肋钢筋与光圆钢筋试件的破坏模式相同;提出了这种钢筋连接件的抗拉承载力的计算公式,与试验结果吻合较好,可为小直径钢筋机械连接设计提供参考。

高强度螺栓试验与测试系统的开发

采用非接触转矩传感器、角度传感器和轴力传感器,通过单片机数据采集和控制,设定了3种不同的测试模式,对高强度螺栓转矩系数进行在线检测和数据处理,有效地解决了高强度螺栓转矩系数一次性集成测试问题.

桥梁钢结构高强度螺栓组连接设计

分析了桥梁钢结构中高强度螺栓的机械性能、拧紧力矩、摩擦面间传递的作用力及摩擦系数,针对高强度螺栓受力参数进行了分析计算,分别以结构件材料的屈服极限σs和结构件所受轴向力P作为高强度螺栓组设计和计算的依据,在保证高强度螺栓联接所能产生的强度与钢板母材的屈服极限σs强度相当,即连接结构的强度匹配的前提下,对高强度螺栓联接进行设计计算。采用此方法进行的高强度螺栓组联接设计更为合理,在实际生产运行中稳定可靠。

我国电动扳手与钢结构中高强度螺栓施拧技术的发展

回顾了我国钢结构中高强度螺栓施拧技术的发展过程,介绍了采用扭矩法施拧的机理及影响施拧精度的主要因素,指出了目前施拧中存在的问题。在此基础上,提出利用新型电动扳手大幅度提高施拧精度和简化施拧工序的先进方法,对高强度螺栓施拧技术的提高具有重要参考价值。

高强度螺栓抗滑移系数的检测方法

为了更加明确高强度螺栓抗滑移系数的检测方法,解决试样钢板厚度不足导致试验失败的问题,通过分析两种连接形式的高强度螺栓,从理论上探讨了高强度螺栓抗滑移系数的测定方法,并提出了试样钢板厚度的理论计算方法。

柴油机高强度螺栓拧紧工艺的试验校正

在一款四缸十六气门非道路柴油机上,以塑形区域转角法作为该机型高强度螺栓的拧紧方法,为获得其缸盖螺栓和主轴承盖螺栓最终拧紧工艺数值,在样机上进行了多轮试验,对初始理论数值进行校正,试验结果最终确定了螺栓的拧紧工艺数值,并对今后初始理论数值的选取和其他重要连接件的高强度螺栓拧紧工艺有重要的指导意义。

高强度螺栓预紧力与螺纹表面摩擦系数的关系

为提高高强度螺栓连接质量和充分挖掘材料的强度潜力,避免不必要的材料浪费、降低制造成本,必须正确规定高强度螺栓的预紧力。本文从螺栓的受力状况和材料强度理论出发,推导出高强度螺栓预紧力与螺纹表面摩擦系数的关系。

超声法测量高强螺栓应力试验研究

为了建立快速简便的螺栓预紧力测量技术,在介绍超声法测定螺栓应力原理的基础上,推导了超声波在螺栓两端传播时间计算公式,并以此建立了螺栓预应力标定计算模型,对模型开展了现场试验。试验结果表明:超声纵波传播速度测量螺栓预紧力的方法,在95%置信度的条件下测量误差≤10 MPa。使用小型便携式仪器,操作简便,在扭紧螺栓的过程中同时进行测量,每次测量所需时间不超过3 min。建议进一步扩大模型的标定应力范围;进一步对模型进行改进,在用螺栓不必松开就可以测量其承受的应力,以减小测量误差。所得结论为螺栓承受预紧力和工作应力的现场检测提供了一种新方法。

高强度螺栓在发动机铝合金缸体联接试验分析

高强度螺栓在发动机铝合金缸体应用时,应充分考虑避免铝制缸体内螺纹脱扣,粗、细牙螺纹的选择,以及内螺纹加工方式等联接边界条件。选取M10×1.5粗牙和M10×1.25细牙的10.9级螺栓,基于标准VDI2230分别计算得到有效最小啮合长度。通过拉伸试验,验证两种螺栓在计算的有效最小长度啮合工况下,加载到最大抗拉强度时,两种螺纹均未发生脱扣情况。同时对带有普通攻丝内螺纹和挤压成形内螺纹的铝件分别进行50次螺栓过屈服拧紧测试,并对试验后两者内螺纹的状态进行了对比。结果表明,不论是粗牙螺纹还是细牙螺纹,只要按照推荐的计算方法确定螺纹啮合长度,均可实现螺纹不脱扣;且挤压成形内螺纹相对切削加工内螺纹具有更好的承载性能。试验结论为高强度螺栓与铝合金连接的边界条件选定及正向设计提供了一定参考。

螺栓超欠拧对钢桁梁桥节点拼接接头受力的影响

为研究螺栓超欠拧对节点拼接接头各板件受力的影响,以浩吉铁路(原蒙西—华中地区铁路)跨平汝高速64 m钢桁梁桥为工程背景,采用有限元分析软件MIDAS/CIVIL和ANSYS分别建立全桥有限元模型和E4节点的实体有限元模型。在E4节点处,选取下弦顶板上的一组螺栓作为超欠拧对象,并以该组螺栓不同的施拧状态作为研究工况,研究不同工况状态下接头各板件的应力状态,并进行现场试验验证。研究结果表明:当某一螺栓发生超欠拧时,只会对该螺栓附近一定区域的板件应力产生影响,并且离该螺栓越近影响越大;螺栓超欠拧对拼接板应力的影响范围为以超欠拧螺栓为中心1.4 倍螺栓中心距之内,对下弦顶板应力的影响范围为以超欠拧螺栓为中心0.8 倍螺栓中心距之内;螺栓超欠拧亦会对板件间的摩擦传力产生影响。

基于超声检测的拼装罐螺栓预紧力损失研究

针对拼装罐螺栓预紧力损失问题,基于声弹性原理,推导了螺栓预紧力与超声纵波声时差间的数学表达式,明确预紧力与声时差之间的关系;通过对拼装罐螺栓的标定试验,建立了螺栓预紧力与声时差间的标定曲线;基于平均标定曲线,对拼装罐螺栓预紧力进行监测试验,研究拼装罐螺栓预紧力损失规律。研究表明:螺栓预紧力与超声纵波声时差间成线性关系,标定系数稳定,建立的平均标定曲线可作为检测预紧力变化的依据;螺栓终拧后,衰减阶段(0~40min),预紧力衰减迅速,平均衰减了13.21%,稳定阶段(40~90min),预紧力逐渐趋于稳定,预紧力仅损失了1.73%。

高强摩擦耗能螺栓力学性能研究

针对摩擦型连接高强螺栓试件进行了单调拉伸荷载作用下的材性试验研究,设计了12个试件进行单调拉伸试验,并结合部分有限元模拟,研究摩擦接触面的材料、预紧力的大小对接触面摩擦系数及其离散性的影响。结果表明:摩擦接触面为钢-钢接触时,螺栓预紧力越大,接触面摩擦系数越大;经喷砂处理的接触面在所选接触面材料中的摩擦系数最高,表现出更为优越的摩擦耗能性能;在接触面无处理情况下材料摩擦系数的离散程度略低于其余两种接触面。

节点板高强螺栓预紧力松弛试验研究

为了控制节点板高强螺栓施拧过程中的预紧力松弛,制定合理的节点板高强螺栓施拧顺序和接合面间隙控制要求,通过钢桁架节点足尺模型试验,监测高强螺栓施拧后预紧力变化规律,分析施拧顺序和接合面间隙对高强螺栓预紧力的影响。试验结果表明:高强螺栓施拧后4 h内预紧力松弛明显,施工检测宜在施拧4 h后进行;采用由内向外交叉竖向施拧可以降低高强螺栓预紧力损失,为较为合理的施拧顺序;接合面间隙大于1.0 mm时,高强螺栓预紧力损失明显增加,应采用适当处理方法减小接合面间隙,降低高强螺栓预紧力松弛水平。

高强度螺栓在输电铁塔上的应用

随着超高压输电线路的发展,对铁塔的型材材质提出了更高的要求,高强钢将在输电线路上大量采用,与高强钢相匹配的高强螺栓选型问题将成为设计者关心和讨论的问题之一。这一问题包括杆件的孔壁承压和高强螺栓抗剪切2个方面。结合高强螺栓连接时的试验破坏特性,对高强螺栓在输电铁塔上的应用情况进行探讨和研究,对高强度螺栓的选择、紧固扭矩值的确定以及螺栓准线的定位作了详细描述,为输电线路铁塔中高强螺栓的使用提供借鉴。

高强锚杆预紧力影响因素分析研究

分析了锚杆预紧力有关影响因素,针对影响锚杆预紧力的预紧扭矩、锚杆直径、锚杆与螺母之间、螺母与垫圈之间的摩擦力等因素在巷道现场进行了对比实验研究,在锚杆预紧力的影响因素中,锚杆预紧扭矩影响最大,锚杆与螺母之间、螺母与垫圈之间的摩擦力次之。锚杆安装预紧扭矩与锚杆预紧力呈正比线性关系,增大锚杆安装预紧扭矩能够明显提高锚杆预紧力。锚杆直径越小,相同的预紧扭矩转化的预紧力越大。使用球形垫圈、金属平垫和塑料平垫配合的减摩副、提高锚杆螺纹段的润滑程度,均能减小螺母和锚盘之间的摩擦力,降低扭矩系数大小,提高预紧扭矩转化到锚杆杆体上的预紧力。提出了降低锚杆预紧力扭矩系数,提高锚杆预紧力应当着手的方面。