彎矩作用下火箭對(duì)接面螺栓拉力分布規(guī)律

介紹了目前常用于設(shè)計(jì)彎矩和偏心受拉普通螺栓群連接的簡(jiǎn)化計(jì)算方法,指出了其不足之處,然后推導(dǎo)了其更為精確的計(jì)算方法,對(duì)彎矩和偏心受拉的普通螺栓群連接設(shè)計(jì)提出了合理建議。

單管塔受風(fēng)荷載、地震荷載、自重荷載等荷載作用,由于自重荷載較小,相對(duì)于風(fēng)荷載來(lái)說(shuō)對(duì)結(jié)構(gòu)的受力性能影響較小,所以工程中塔體法蘭節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)由抗彎承載力控制。本文即分析在彎矩作用下,法蘭節(jié)點(diǎn)螺栓拉力的計(jì)算方法。

梁柱外伸端板連接中螺栓會(huì)因撬力作用提早發(fā)生破壞,但目前還有沒(méi)有可靠的方法來(lái)計(jì)算撬力的大小。本文應(yīng)用三維有限元法,對(duì)外伸端板連接中受拉側(cè)螺栓拉力和撬力進(jìn)行了研究,給出了節(jié)點(diǎn)彎矩-螺栓拉力曲線、連接面受拉側(cè)撬力分布和變化規(guī)律,并對(duì)端板厚度和加勁肋厚度及形狀對(duì)螺栓撬力的影響進(jìn)行了比較,比較表明設(shè)置端板加勁肋尤其是加厚、加長(zhǎng)的加勁肋,對(duì)減小撬力更有效;并對(duì)各種螺栓拉力計(jì)算理論進(jìn)行了評(píng)價(jià)。

對(duì)拉螺栓容許拉力

驗(yàn)收批、取樣方法和數(shù)量 （一）鋼材及焊接材料復(fù)驗(yàn) 1．抽檢數(shù)量及檢驗(yàn)方法 （1）對(duì)屬下列情況之一的鋼材，應(yīng)進(jìn)行抽樣復(fù)驗(yàn)，其復(fù)驗(yàn)結(jié)果應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和 設(shè)計(jì)要求：國(guó)外進(jìn)口鋼材；鋼材混批；板厚等于或大于40mm，且設(shè)計(jì)有z向性能要求的厚 板；建筑結(jié)構(gòu)安全等級(jí)為一級(jí)，大跨度鋼結(jié)構(gòu)中主要受力構(gòu)件所采用的鋼材；對(duì)質(zhì)量有疑義 的鋼材。檢查數(shù)量：全數(shù)檢查。檢驗(yàn)方法：檢查復(fù)驗(yàn)報(bào)告。 （2）重要結(jié)構(gòu)采用的焊接材料應(yīng)進(jìn)行抽樣復(fù)驗(yàn)，復(fù)驗(yàn)結(jié)果應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì) 要求。檢查數(shù)量：全數(shù)檢查。檢驗(yàn)方法：檢查復(fù)驗(yàn)報(bào)告。 2．合格質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) 符合設(shè)計(jì)要求和國(guó)家現(xiàn)行有關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定 （二）高強(qiáng)度螺栓預(yù)拉力、扭矩系數(shù)復(fù)驗(yàn) （三）1．高強(qiáng)度大六角頭螺栓連接副扭矩系數(shù)復(fù)驗(yàn) （1）抽檢數(shù)量及檢驗(yàn)方法 復(fù)驗(yàn)用螺栓應(yīng)在施工現(xiàn)場(chǎng)待安裝的螺栓批中隨機(jī)抽取，每批應(yīng)抽取8套連接副進(jìn)行復(fù)驗(yàn)。 每套連接副只應(yīng)做一次試

對(duì)直列裝藥火箭爆破器的原有質(zhì)點(diǎn)模型進(jìn)行了深入分析,建立了直列裝藥火箭爆破器的火箭剛體運(yùn)動(dòng)方程和柔性部分質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)方程,推導(dǎo)了拉力計(jì)算公式,并以某型火箭爆破為例計(jì)算出了彈道上的拉力曲線,結(jié)果說(shuō)明模型的正確性。

應(yīng)用ansys軟件對(duì)橢圓封頭中心接管結(jié)構(gòu)進(jìn)行建模和網(wǎng)格劃分,并且對(duì)接管端部施加了彎矩,之后對(duì)整體模型做出了應(yīng)力強(qiáng)度分析,得到了在設(shè)計(jì)壓力下結(jié)構(gòu)的應(yīng)力分布和變形。按照jb4732-1995《鋼制壓力容器—分析設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》對(duì)危險(xiǎn)截面進(jìn)行應(yīng)力強(qiáng)度評(píng)定。分析結(jié)果表明,強(qiáng)度滿足要求。

采用同時(shí)考慮材料和幾何的非線性三維有限元數(shù)值分析技術(shù),分析不同幾何參數(shù)和不同彎曲模式下配直管連接薄壁彎頭的彈塑性行為,研究幾何參數(shù)和彎曲模式對(duì)彎頭塑性承載能力的影響規(guī)律,獲得了相應(yīng)的極限載荷數(shù)值解,并在此基礎(chǔ)上建立了極限載荷估算式。分析結(jié)果表明,在彎矩作用下,幾何非線性對(duì)彎頭塑性承載的影響顯著;彎頭在面內(nèi)開(kāi)彎載荷作用下的塑性行為與在閉彎載荷下的塑性行為差異很大,其塑性極限載荷值顯著不同;彎頭壁厚與其橫截面半徑的比值對(duì)彎頭塑性承載能力的影響顯著,其次為彎曲模式。

主要研究了鋼管結(jié)構(gòu)中剛性法蘭連接在彎矩作用下的受力性能,應(yīng)用大型有限元軟件ansys對(duì)剛性法蘭盤在彎矩作用下的受力特點(diǎn)進(jìn)行有限元分析,并將有限元計(jì)算結(jié)果與dl/t5154—2002《架空送電線路桿塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》、dl/t5130—2001《架空送電線路鋼管桿設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,為這2個(gè)規(guī)定中"剛性法蘭節(jié)點(diǎn)連接"章節(jié)的修編提供參考依據(jù)。

母排搭接面及螺栓連接計(jì)算

焊制三通在面內(nèi)彎矩作用下的塑性極限載荷

混凝土板柱中節(jié)點(diǎn)在剪力和不平衡彎矩作用下的計(jì)算分析

普通公制螺紋的螺栓、螺釘、雙頭螺栓的許用應(yīng)力、許用拉力表

在考慮連接結(jié)構(gòu)承受外彎矩作用和螺栓、法蘭及墊片蠕變的基礎(chǔ)上,建立高溫螺栓法蘭連接結(jié)構(gòu)的變形協(xié)調(diào)分析方程,采用解析方法研究連接結(jié)構(gòu)承受外彎矩和蠕變對(duì)連接結(jié)構(gòu)力學(xué)行為的影響。結(jié)果表明,外彎矩作用下,受拉側(cè)的法蘭轉(zhuǎn)角增大,螺栓伸長(zhǎng)量減小,墊片應(yīng)力增大;受壓側(cè)的情況則相反。在相同的工作條件下,考慮蠕變時(shí),溫度越高,法蘭轉(zhuǎn)角、法蘭變形量和墊片應(yīng)力減小幅度越大。外彎矩引起的墊片受拉側(cè)應(yīng)力下降和元件的蠕變是連接結(jié)構(gòu)密封失效的重要原因。

對(duì)拉螺栓的軸向拉力設(shè)計(jì)值

受拉螺栓的初拉力對(duì)確保連接件工作的可靠性和提高螺栓本身的強(qiáng)度都有一定的作用。所以在現(xiàn)代飛機(jī)上,初拉力都加得比較大,通常為(0.4～0.5)σ_(0.2),有的達(dá)0.8σ(0.2)。那么在計(jì)算受拉螺栓的靜強(qiáng)度時(shí),要不要考慮初拉力呢?如果考慮初拉力,就會(huì)使計(jì)算出的螺

4.86.88.8 392588784 一般構(gòu)造用鋼機(jī)械構(gòu)造用鋼鉻鉬合金鋼 螺栓m（粗牙螺距）螺母對(duì)邊mm最大拉力（kn）最大拉力（kn）最大拉力（kn） 14（×2）2244.3266.4788.62 16（×2）2460.3190.47120.62 18（×2.5）2773.92110.9147.85 20（×2.5）3094.32141.36188.47 22（×3）32117175.8234 24（×3）36135.7203.56271.4 27（×3）41177.24265.88354.48 30（×3.5）46216.1324.15432.17 33（×3.5）50267.77398.8535.4 36（×4）55312.8472.6630 39（×4）60376.5

通過(guò)x射線衍射方法,測(cè)量冷彎厚壁方管彎角的不同深度、不同部位的殘余應(yīng)力,研究殘余應(yīng)力在彎角的不同深度、不同部位的分布規(guī)律。結(jié)果表明:方管外表面的橫向、縱向殘余應(yīng)力都是拉應(yīng)力,沿著厚度方向,兩種應(yīng)力皆呈下降趨勢(shì),由正變負(fù),在內(nèi)表面為壓應(yīng)力;沿厚度方向,方管的殘余應(yīng)力呈非線性分布。

為使小型爆炸螺栓在抗拉力的同時(shí),抗扭矩性能得到提高,進(jìn)行了小型爆炸螺栓薄弱環(huán)節(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。通過(guò)計(jì)算抗拉力值及扭矩值,并與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相比較,可知該設(shè)計(jì)比傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的抗拉力能力提高1.59倍,抗扭矩能力提高1.46倍。

本文在murray模型的基礎(chǔ)上,采用vonmises屈服準(zhǔn)則,推導(dǎo)了在軸向壓力影響下的傾斜塑性鉸線承載力公式。建立了在弦桿軸向壓力影響下,直接焊接不等寬t形方管節(jié)點(diǎn)抗彎的塑性鉸線模型。得出的節(jié)點(diǎn)承載力公式與cidect、kon-ing建議的公式、非線性有限元計(jì)算結(jié)果及實(shí)驗(yàn)結(jié)果吻合較好,從而在理論上完善了不等寬t形方管節(jié)點(diǎn)的抗彎塑性鉸線模型。

一個(gè)高強(qiáng)螺栓的預(yù)拉力p(kn) 螺栓性能等級(jí) 螺栓公稱直徑(mm) m16 (d=16) m20 (d=20) m22 (d=22) m24 (d=24) m27 (d=27) m30 (d=30) 8.8級(jí)(q=1)80125150175230280 10.9級(jí)(q=2)100155190225290355 注：本表為鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(gb50017-2003)表7.2.2-2摩擦面的抗滑移系數(shù)μ 連接構(gòu)件接觸面的處理方法 構(gòu)件的鋼號(hào) q235 (q=1) q345和q390 (q=2) q420 (q=3) 噴砂(丸)(d=1)0.450.500.50 噴砂(丸)后涂無(wú)富鋅漆(d=2)0.350.400.4

依據(jù)有關(guān)規(guī)范和工程實(shí)踐,提出了對(duì)高強(qiáng)螺栓直接施加預(yù)拉力的思路和方法,研制了高強(qiáng)螺栓液壓預(yù)拉力張拉器,解決了扭矩系數(shù)不合規(guī)范要求的高強(qiáng)螺栓預(yù)拉力的施加及質(zhì)量驗(yàn)收問(wèn)題。工程實(shí)踐表明,新工藝具有良好的應(yīng)用效果和推廣價(jià)值。