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

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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,
; z. w, \, @8 O4 m7 _7 Y$ p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.
+ u) X% c; [+ r( D. V  N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:
( `. O) w: `( M+ p; A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.
2 X2 \/ V/ O- ?* N' k, s方法三(机械设计手册,力矩系数K取0.15-0.20),700N-900N.
0 T$ ~( ^" A8 D! K* `% A9 K, C: {, P很难抉择那种方法是最合适的.
6 j2 |$ f( x$ e$ T) G. S4 J
) S( n+ l6 N; E: l# X0 \  E+ ~( z有朋友遇见过类似问题么?
有兴趣的话改天我将详细求解过程附上

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
这种计算方法是否在太空中非常有实用价值

$ }* I) k+ L" h  ], K5 {( L( Q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.
1 T  e" a) [" c6 E即1楼方法三.

机械神话

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）
$ N9 `; N" [$ z( L. D% h2.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？
3 f' M  V' i3 [/ M1 C7 O
楼主的东西应该对变形有严格的控制。

机械神话

[ 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
0 g8 d, H1 B" W, {2 g楼主，几个问题探讨一下：
$ p9 b. q- W6 I9 ^" z% f: E- v1.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？

- J5 k9 r5 W) w4 q楼主的东西应该对变形有严 ...

; }1 a* w- J) X
1.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.
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
97050

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' f2 t+ Y/ D: _% \! Ahttp://www.eng-tips.com/viewthread.cfm?qid=146075&page=4
8 y! h  l9 S$ s0 y$ |
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?
- Z4 h8 Z! R& P 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。
  E: v8 c/ z$ Y+ c% f“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
% H( w; x- z, a
- @! J- v* U; F
7 d. R, d/ {, p7 H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.

8 Y3 \/ B6 H; B$ G$ ^, e8 H1 ]
: v4 G: z9 w8 C: c; h% \1 e机械上也有这种方法。