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有人说，螺栓连接，要刨去预紧力。我查阅手册后，发现没有这方面的要求。
" Y0 Q; N6 i5 S$ y另外，平常总是看到“预应力拉杆”这个词，比如德国某公司的铝型材挤压机，就采用了预应力拉杆方案。! J7 E) i4 z* M+ g9 B% {
我研究了一下，得出一个结论，就是“在被连接的刚度远远大于螺栓刚度的前提下”，螺栓连接是不需要刨去预紧力的，并且，也只有在这个前提下，“预应力拉杆”方案才能发挥它的优势，既它的“疲劳应力幅”才能降低。
: T; }3 n: k( U! v" r% u8 L
/ X; T4 l; J0 s Z设定符号如下：2 G/ {5 e& Z8 n# E- q3 Q5 R& E8 t
K1：设螺栓刚度
8 O, q4 q# V" H! \$ Y4 gK2：被连接刚度' {. L- T6 ]8 f) U
L：被连接件自然厚度5 M+ p& b5 L% W1 u9 E' J( ?
△1：预紧时拉杆伸长量
+ K: T3 b; L1 V5 A; I△2：预紧时被连接件压缩量
) Y5 L; q& A$ ?% n# ~4 E4 r0 V1 J0 V△1'：加载后拉杆伸长量，△1'=△1＋△2
0 C& |* ?4 [2 b1 E8 s" n4 L% YF：预紧时拉杆受力$ z, H4 p l3 j- e- ?, H
F'：加载时拉杆受力5 ~) S% y, e6 y$ @
则拉杆预紧时：, |0 c; y4 g$ l$ L" F
F=K1×△1! b' p8 E5 c- F
F=K2×△2% Y0 Y! D1 u. I1 `2 o( H- i; |
假设被连接件受载时，界面处于刚分离状态（△2=0），则：
2 Z4 X: K3 e7 e( tF'=K1×△1'=K1×(△1＋△2)
5 Z$ w% d( a6 L$ K$ p) A3 }则：1 C) M ?+ ]# E4 _+ N2 N
F'/F=[K1×(△1＋△2)]/(K1×△1) = 1+K1/K2
* m3 I6 b0 P5 }( l E可见，只有当K1远小于K2，亦即“拉杆刚度”远小于“被连接件刚度”时，拉杆最大力与预紧力的比值才会小，应力幅值才会小。比如说，当K1/K2＝0.1时，拉杆的应力幅只有预紧力的0.1倍，应力幅越小，疲劳强度就越高。也就是说，拉杆受载时的应力与预紧时相差不大，也就不用刨去预紧力了！ z* K" p/ C' C4 c X1 k3 [
手册上说，在被连接件之间，不要使用低刚度的垫片，我想很可能也是因为这个道理。* [; _+ f, ?) R) j! L
5 _% E: S4 Q: J2 {: }6 u" B
我们反过来考察一种情况，假设被连接件是弹簧，那么其刚度非常低，假设是拉杆的一半，那么K1/K2＝2，则拉杆的应力幅是预紧力的2倍。这个时候，对拉杆的损害是非常大的，因为当拉杆的变形达到极值时，整个作用链的变形还小，这时被连接件也就是弹簧，还仍然出力，并且作用在拉杆上，对拉杆是个大损害。而反观上例，被连接件刚度大时，拉杆的变形还没达到极值，被连接件之间就已经脱离了，就没有力作用到拉杆上。2 a* O) P; f/ e" Y- w8 a
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发表于 2011-7-19 22:38:49
