螺钉轴向力计算方法-Screw axial force calculation---讨论

easylife

在对一些依靠螺钉紧固的零件进行变形等静力学仿真计算时,
必须先根据螺钉安装扭距,计算螺钉紧固后施加在零件表面上的轴向压力.
1 ?2 Y! B0 Y$ \) s4 `- _将这个轴向力做为零件仿真计算的一个关键边界条件,提供给仿真同事.
问题是不同的计算方法和公式,计算结果有最大达300%的差别:
7 i2 E. x4 C) t) _5 F" s5 C如M2*0.4 螺钉,紧固力矩2.5in-lb,一方法(机械设计手册理论公式)400N,Eng-tips上另一公式近1200N.
方法三(机械设计手册,力矩系数K取0.15-0.20),700N-900N.
$ g$ E+ l0 B0 A- `很难抉择那种方法是最合适的.

有朋友遇见过类似问题么?
1 Q4 e' U5 y' K, S  Z8 H* j  |$ ]有兴趣的话改天我将详细求解过程附上
# \/ Q! @: @6 z7 ~- E, W
BR.

hanchaohui

这种计算方法是否在太空中非常有实用价值

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原帖由 hanchaohui 于 2008-11-4 10:20 发表
0 b# A/ ^/ Z  N# A& I这种计算方法是否在太空中非常有实用价值

没接触搞航天的工程师，不是很清楚

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和一个20多年经验的老工程师沟通后，他认为T=KFd,K=0.15-0.20的经验计算公式(机械设计手册螺母紧固力矩计算公式)是可以接受的.
即1楼方法三.

机械神话

楼主，几个问题探讨一下：
6 M" q4 t0 G) \1 O3 V( h1.理论计算的轴向力可信吗？（如果你对轴向力有特别的要求，做台架试验应是最可靠的）
( p" e- S- P' D1 Q' X2.仿真计算的变形结果可靠吗？如果有了仿真的结果，楼主准备怎么用？

& V/ I/ p( f$ y楼主的东西应该对变形有严格的控制。

机械神话

$ i  N2 V1 r9 q$ k9 y! c' ^6 B  l[ 本帖最后由 机械神话 于 2008-11-5 13:55 编辑 ]

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原帖由 机械神话 于 2008-11-4 23:30 发表
楼主，几个问题探讨一下：
1.理论计算的轴向力可信吗？（如果你对轴向力有特别的要求，做台架试验应是最可靠的）
2.仿真计算的变形结果可靠吗？如果有了仿真的结果，楼主准备怎么用？

  K# Y7 T. k0 }  f1 |$ E楼主的东西应该对变形有严 ...

/ b' Q# E( j* d- Y: v* @0 U1.理论计算时涉及的变量太多,参数值选择范围很大(很多也是经验值,如摩擦系数),导致计算结果精确度不是很理想. 因为本人涉及产品中使用的螺钉很小 (M2*0.4), 恐怕很难用台架试验方法验证. 在建筑行业,需要控制高强度螺栓的预紧力时,好象是通过检测螺栓的伸长率来控制轴向力的.
2.目前来看,对仿真计算的结果认可度还是比较高的,不然工作无法开展,复杂结构的变形,应力,模态等手工很难计算. 目前是设计提出分析对象,仿真结果指导设计,对结构进行优化,测试对设计,仿真结果进行验证. 试验结果异常时仿真组进行失效分析,或者公差敏感度分析.
/ i; S* ~# b& z; ?: Y, G设计,仿真,测试密不可分.

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原帖由 机械神话 于 2008-11-4 23:40 发表
2 q: T# K% ]2 x3 n! g9 C# q7 ]97050

( Y* z; l' z5 A# q1 v: \http://www.eng-tips.com/viewthread.cfm?qid=146075&page=4

  _0 p% n% y9 P7 C5 ]楼主的"机械设计手册T=KFd的使用范围为“M10‐M64 普通粗牙螺纹”，楼主要使用这个公式，K
值需另行计算，从上面的计算可知，对于M2×0.4 的螺纹，名义上K 值约为0.46。"是在哪儿找到的?
我没有在设计手册找到这段话,十分感谢!

机械神话

这句话我在两个地方看到：1.徐灏的机械设计手册2.西工大机械设计手册第七版。
“名义上K 值约为0.46”，这个数值是根据理论计算反算的。

机械神话

原帖由 easylife 于 2008-11-6 00:11 发表

! [# q/ q9 l, h8 u! ~, f
在建筑行业,需要控制高强度螺栓的预紧力时,好象是通过检测螺栓的伸长率来控制轴向力的.

) N4 i! p7 J8 g3 c机械上也有这种方法。