文档介绍：螺栓联接实验指导书
机电学院机械基础实验室
2011. 9
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螺栓联接实验指导书
实验目的
掌握测试受轴向工作载荷的紧螺栓联接的受力和变形曲线（即变形协调图）。
掌握求联接件（螺栓）刚协调图。
2知道了力和变形的大小便可计算出连接副的刚度的大小，即力与变形之比Q/入称
为刚度。C=Q/入为螺栓刚度；C=Q/入为被联接件刚度。C/C +C称为螺栓的相对强度。在力-
11 2 2 2 112
变形图上，刚度表现为图线的斜率。为了提高螺栓的疲劳强度，通常采用降低：1或增加C2的方法以降低载荷的变化值△ F。 1 2
2 .主要公式
螺栓联接的受力和变形，采用在试件上贴电阻应变片，并配接电阻应变仪加以测
量，通常应变仪测量的数值为微应变，
其可以表示为式：M=£x 10-6 (4-1)
应变片的接线按半桥接到应变仪上。
材料在弹性限度内，应力与应变的关系为：
b= E X£= E xp^x 10 -6 ( 4 — 2 )
故螺栓拉力为：
nd 2 ，一、
F = o x A = E x pe x 1 0-6 x 耳 (4 —3)
被联接件(套筒)压力为：
F =o A = Expe x 1 0-6 ”(D2 -D「) (4—4)
2 2 2 2 4
螺栓伸长变形为:
人=pe x 1 0 -6 x L
(4—5)
套筒压缩变形为：气=pe2 x 1 0-6 xL2 (4—6)
轴向工作载荷可由测力环中百分表读数测出：F = K x S (4 — 7)
式中：K一测力环刚度，单位为：公斤/格；S一百分表读数一指针格数； 3,测试系统说明
测试系统原理示意图如图4-4所示，图中R、R,为贴在螺栓或套筒上的电阻应变片，即受力应变片；R、R2,为温度补偿片，贴在与螺栓材料相同的零件上；R、R，、 R、R，共同组成外测量半桥，Z3、Z4为应变仪的内半桥电阻，与R、R组成一个全桥。
2 2 1 2
图4—4 .测试系统连接原理图
测量前应对电桥调平衡，即在电阻应变片未受力的情况下，其阻值未发生改变，电桥的输出信号值为零。当螺栓和被联接件受力时，则贴在其上的电阻应变片R、R' 的电阻值将发生变化，即电桥的信号输出与受力件的变形成正比，经放大器将其电压信号放大和检波后，经A/D换成与模拟量对应的数字量，显示器显示出螺栓或套筒的微应变量值，经计算后可得到联接副的联接件与被连接件的力和变形的数值。
实验步骤
用LB-84实验机步骤
.在指导老师的指导下，按上图4—4所示的线路连接原理图，将连线接好。
.将LBX-84实验机的螺栓联接处于卸载状态，测力环应处于不受力状态，且把百
分表小指针调为零。
.打开应变仪电源，后面板开关打到半桥处。
.按下“基0”开关，调节“电阻平衡”电位器，使显示为0000。
.按下“标定”开关，调节“灵敏度”电位器，使显示为-5000，并反复调平衡(零
点)和定标(一 5 0 0 0 ^ £ )。
电桥调平衡：使加载及预紧手轮处于松弛状态，按下应变仪测量铵钮，调节对应的电位器的电阻值，使应变仪的输出值为零。
加预紧力：参照LBX-84实验机结构原理说明，松开手轮6,松开背紧手轮8,拧紧手轮9,