施加外部载荷时, 预紧力和夹紧力会发生什么变化?

我们通常使用扳手将扭矩施加到螺栓或螺母上,以产生所需的拧紧载荷。这种拧紧载荷称为预紧力。预紧力定义为拧紧后在紧固件中产生的张紧力。其功能是防止结构部件滑动和松开。夹紧力响应预紧力,是作用在部件上的力。

当外力作用在螺栓连接上时,必须分析每个传递力的元素。可以通过查看螺栓连接对外力的反应,来预测螺栓连接的行为。

因此,单个螺栓连接的计算是基于该连接在螺栓轴线上的弹性行为。该区域对螺栓的变形和载荷具有很大影响。在接头组装过程中,会产生预紧力FM,这会在接口处产生夹紧载荷 FK。应首先定义刚度系数。这是材料拉伸1 mm所需的载荷。
然后,轴向工作载荷FA,通过已夹紧部件传入,作用在螺栓上,经由夹紧部位和螺栓进行传递。除预紧力之外,进入螺栓的工作载
荷比例也称为螺栓载荷FSA,FPA是由于外部工作载荷而导致预紧力减小的部分。这种分布的比例取决于接头的弹性行为。​

螺栓接头中产生的力和位移可以通过接头示图来说明。因此,先前的示图会如下所示:
可以使用以下示例验证前面的公式

第 1 步:螺栓连接拧紧到5 kN。没有施加外部载荷。

第 2 步:施加外部静态载荷(4 kN),但小于预紧力。初始预紧力现在变为残余预紧力。
计算得出的螺栓载荷为5.4 kN,但夹紧力降低至1.4 kN。

第 3 步:施加额外外部载荷,大于初始预紧力。由于外部载荷远大于预紧力,因此部件被分离,螺栓中的载荷增加到10 kN。(100%外部载荷)

总之,在连接上产生轴向力时,检查每个组件的弹性行为。此外,还需要考虑其他外部因素,例如剪切力,温度,振动和动态载荷,才能准确预测所需的预紧力。有关更多信息,请联系离您最近的洛帝牢集团办事处