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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。1 z8 U. O6 ~# ^
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。
9 R4 P" v% s; u5 g1 K: H. w! t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。
1 I+ k4 t9 n j5 h2 c6 z
7 P: C) c, o: L设定符号如下：
3 w; a) I2 G. H% hK1：设螺栓刚度
* E/ E$ ~5 c7 I: X+ I) }9 MK2：被连接刚度
* `, z. |/ h3 q2 J& ~% r3 Y, T0 eL：被连接件自然厚度+ n: J% K) o; k: ?
△1：预紧时拉杆伸长量* T3 x4 S5 ?' d. t1 U6 w+ j8 v5 \
△2：预紧时被连接件压缩量
2 w$ x, g/ p0 i$ ?: V, f, r△1'：加载后拉杆伸长量，△1'=△1＋△2+ t+ u( |/ P& R
F：预紧时拉杆受力% S" ]- _" M5 K( s
F'：加载时拉杆受力
0 Z: B1 I% W2 H1 S则拉杆预紧时：) y( a* h$ B. a" f7 g5 e8 j" ^7 f: ^% m
F=K1×△1
4 L/ W' [! t& J. J5 NF=K2×△2" \4 s" I5 I3 `" |2 `% t9 u
假设被连接件受载时，界面处于刚分离状态（△2=0），则：
- S. s8 |5 d1 y) y& G0 s" ?, UF'=K1×△1'=K1×(△1＋△2); N' N. A$ A Q- I; G# X
则：
& G$ ^/ Q$ M3 }F'/F=[K1×(△1＋△2)]/(K1×△1) = 1+K1/K28 s% G* p; L- r* L
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！ G+ ]& i' l8 U0 S- j& m, h
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。/ z% n& F2 {* d" K. S
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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。
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发表于 2011-7-19 22:38:49
