16.高強度螺栓疲勞校核

1、 16、輪盤連接高強度螺栓疲勞強度校核說明：輪盤在設(shè)備的設(shè)計使用壽命期限內(nèi)，始終處于受壓狀態(tài)，其三根弦桿承受壓力作用，輪盤的整體彎矩由內(nèi)、外弦桿的壓力調(diào)幅來平衡，弦桿法蘭連接的高強度螺栓承受的、由單獨弦桿的彎矩引起的交變力很小。由于法蘭結(jié)合面的載荷全部為壓力載荷，故螺栓的工作應力都小于其預緊力，故螺栓的拉力載荷總在預緊力一下某一范圍波動。對螺栓而言，保證法蘭結(jié)合面不松開，其壓力載荷越大，螺栓殘余預緊力就越小，螺栓的拉力就越小。本文的計算模型轉(zhuǎn)變?yōu)檩^小圓角過度的階梯軸拉伸（如圖一），校核過渡截面的疲勞應力。觀覽車的運行速度很慢，每周循環(huán)的時間為20分鐘，考慮50年的使用壽命期，每年300天，每天

2、工作8小時，共運行300000次循環(huán)，選小于結(jié)構(gòu)鋼S-N曲線的轉(zhuǎn)折點的循環(huán)次數(shù)，且本文的計算載荷為正常滿載+15m/s風載的載荷情況，故計算結(jié)果有一定的保守性。疲勞設(shè)計方法是一門以試驗為基礎(chǔ)的設(shè)計方法，本計算選取的疲勞性能數(shù)據(jù)選自國內(nèi)公開的機械設(shè)計手冊數(shù)據(jù)。 附：螺栓無限壽命校核說明書一、螺栓參數(shù)和預緊力：螺栓直徑：M30 xl60性能等級：10.9級過渡圓角：r=0.5mm螺栓材料的破斷強度：1000MPaC螺栓副連接的相對剛度：，b=0.25CCbm選用的單個螺栓預緊力矩：T=1600Nm #則預緊力：T1600Q=p0.2d0.2,0.030=2.67,105N=267kN #、螺栓組載

3、荷： # #主管法蘭圓周應力分布及載荷譜：01 #0530 x30053Ox3OfiWM # #530*30螺栓組主管件軸力，心 一點N=-29十二點N六點方位N=-4729kN心點半N=-3891kN，四點半N=-4劃487kN，九點N=-3785kN,十點半N=-3181kN,N=-2960kN,最大壓力：F=-a換算到單個螺栓的最大壓力270rc螺栓最小拉力：Qmin.=Qp+CCF=26725F=168kNbm點半N=占J、3253cN,二F/12二-4729/12二-394kNa対7CM0主管站壓力舫餓 #最小壓力：F=-2300kNa 換算到單個螺栓的最小壓力載荷：F=F/12=2

4、300/12=-191kNaC螺栓最大拉力：Q=Q，bF=267,0.25F=219kNmaxpC,Cbm螺栓最小拉應力：=詭=238MPad24螺栓最大拉應力：=310MPamax兀d24平均應力：=(+)/2=274MPammaxmin應力幅：=()/2二36MPaamaxmin457*30螺栓組主管件軸力主管件軸力，六點方位N=-2733kN,七點半N=-2603kN,九點N=-2275kN，十點半N=-1969kN，十一點N=-2058kN，十二點N=-1770kN，一點N=-2111kN，一點半N=-1960kN，三點N=-2264kN，四點半N=-2568kN。換算到單個螺栓的最大

5、壓力載荷：F二F/12二2733/12二-228kNaC螺栓最小拉力：QQ+bF=267+0.25F=210kNminpC,Cbm最小壓力：F1770kNa換算到單個螺栓的最小壓力載荷：FF/121770/12148kNaC螺栓最大拉力：QQ，bF267,0.25F230kNmaxpC,Cbm螺栓最小拉應力：-詭297MPad24螺栓最大拉應力：=fmax=325MPamax兀d24平均應力：(,)/2311MPammaxmin應力幅：()/214MPaamaxmin三、無限壽命計算校核1.首先查圖3-4,對應1000MPa，查得系數(shù)b2.由式（3-7a）計算疲勞缺口敏感系數(shù)11q=1+a/r

6、-0.65781+0.26/0.53.由圖3-7查得表明加工系數(shù)卩，車削加工卩0.85114.由式(3-14)計算K1,q(K1)卩=1,0.6578(3.51)0.85=2.4at1 # K0.88,AQb3.50.88+0.21874.60.44123.51.312.67另一種方法）5.查得尺寸系數(shù)s=1，無尺寸效應K12.416.計算K=y+1二-GD&P110.85125767.計算平均應力折算系數(shù)9a1）真斷裂強度af=a,350MPa=1350MPab2)a430MPa13)9430/13500.3185aa8.計算a,a,a,amaxminam530*30主管螺栓安全系數(shù)：a430430n1一aKa，9a2.436,0.3185274173aDaam457*30主管螺栓安全系數(shù)：a430430-“n13.23aKa,9a2.414,0.3185311133aDaam結(jié)論：由于螺栓的平均載荷和載荷幅都較小，載荷幅為平均載荷的10%左右，故對螺栓材料