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17螺栓联接变形协调实验
现代各类机械中,广泛应用螺栓进行联接,如何计算和测量螺栓受力情况及静、动态特性参数,是工程技术人员的一个重要课题。本实验通过对螺栓的受力进行测试和分析,验证预紧螺栓联接受轴向工作载荷作用时,在弹性限度内,螺栓与被联接件受力及变形协调规律,即:测量联接系统刚度等于联接件与被联接件刚度之和。
一、实验目的
螺栓与被连接件的受力与变形协调规律
轴向工作载荷F作用下,螺栓拉伸变形增量△5等于被联接件压缩变形恢复
1
量△§。即§|=〔△§|符合变形协调规律。
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螺栓的总拉力f等于被联接件的剩余紧力F"与轴向工作载荷F之和,即
o
F=F"+F
o
系统刚度C等于螺栓刚度C与被联接件刚度C之和,即C=C+C
1212
二、设备和工具
-84型。
LBX-84型实验台工作部分简图。
联接部分
包括螺栓5、被联接件套筒8和手轮形状的螺母4。
螺栓5与套筒8上均贴有应变片,用以测量各自的受力的变形值。
预拉机构
包括件号:1、2、3、4、8.
采用予拉机构的目的:清除螺栓扭转变形的影响,使螺栓受单向拉应力作
用;操作省力、加载平稳。采用差动螺旋机构,均为左旋,顺时针旋转手轮1,螺栓受拉伸;反之,螺栓联接松开。
加载机构
螺栓预紧后加载,采用差动螺旋机构,均为左旋,顺时针旋轮手轮13,通过测力环9将工作载荷作用到螺栓上,载荷大小由测力环上百分表示出。
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实验仪器、电阻应变仪及其预调平衡箱。
图1实验设备简图
三、应变片接线图:
螺栓与套筒的应变片引线接与实验台线板上。接线柱A、B、C各点之预调平衡箱上对应的A、B、C各点连接;Al、B、C及A2、B、C分别与予调平衡箱上的A、B、C各点连接,即可进行测量。接线图如图示。
1—螺栓应变片2—套筒应变片3—温度补偿片
四、实验步骤
检查各仪器连线及仪器上各旋钮位置是否正确;仪器与实验台各接线柱的连接是否正确。
检查螺栓联接应处于放松状态。
手轮1、4、13应能灵活转动处于完全放松状态;否则应转动手轮使其卸载放松。
将应变仪、预调平衡箱预先调整平衡。
将测力环上百分表调零。
预紧螺栓连接将预调箱上的分线器旋在螺栓应变片接通的位置,并将应变仪上读数盘转到
大约+450位置,然后顺时针旋转手轮1,直到电表指针回零为止。再将螺母4旋紧。逆时针松开手轮1,以除去预拉机构的作用。此时螺栓既被顶紧。
调整读数盘使电表指针指向零位,记录螺栓在预紧时的微应变值。
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将分线器转至套筒应变片接通位置,并调整读数盘位置使电表指针指零,记下套筒预紧时的微应变值。
螺栓连接轴向加载
顺时针旋转手轮13,通过测力环9对螺栓联接施加轴向工作载荷。百分表每增加10小格位一次加载,百分表读数分别为10、20、30、40小格做4次加载,并限制不超过40小格,否者造成过载而损坏应变片,并在每次加载时终了分别记录套筒,螺栓的微应变值(分线器位置分别对应在套筒、螺栓应变片接通位置,转动分线器之前先预调读数盘到某估计值,避免电表指针冲击过大)和百分表读数值。
加载完毕,逆时针方向旋转手轮13直至百分表读数为零,此时完成卸载。将读数盘转至450位置,分线器转到螺栓应变片接通位置。

顺时针旋转手轮1,为使手轮4能顺利松开,允许读数盘读数增大少许,并松开手轮4,逆时针方向松开手轮1,直至电表指针读数为零为止,手轮1转动灵活。
五、注意事项
1、试验前各注油孔及螺母注入适量溶滑油。
2、螺栓应变值应控制在380口£〜800口£范围内,以避免联接而开缝或螺栓过载。预紧时螺栓应变值建议在400口£〜450口£
3、不要随意转动仪器手把及其它元件与导线,试验中要尽量不使导线摆动。
4、试验完了要切断电源。