第19卷第4期2002年8月现代电力MODERNELECTRICPOWERVol119No14Aug12002:100722322(2002)0420027205螺栓联接的牢靠性设计刘衍平1刘冬青2李林1(11华北电力大学(北京)动力系,北京102206;21北京科技大学,北京100083)摘要:运用牢靠性理论,以受轴向载荷紧螺栓的强度计算为例,阐述了螺栓联接强度的牢靠性设计的常用方法及当量牢靠度的概念,并将新的设计结果与传统的设计计算相比较,说明牢靠性设计更合理、更符合客观实际。关键词:螺栓联接;牢靠性设计;强度计算分类号:TH13113文献标识码:A由于计算机和信息技术的快速进展,给很多古老的传统学科注入了新的生命,一些新技术、新学问不断涌现,各学科的穿插和渗透进展也在机械设计领域产生了极大的影响,消灭了很多新的设计理论和方法——现代设计方法。如计算机关心设计、优化设计、牢靠性设计、模糊设计、动态设计等,它摒弃了传统设计中以阅历公式、设计图表、设计手册等为设计依据,凭阅历选取安全系数的设计方法,而是以科学的方法在争辩事物内在规律的根底上,运用数学方法描述其规律,建立数学模型,然后利用现代分析方法得到接近动态的多变量参数,最终应用计算机求解的设计方法。因此它比传统的设计方法更合理、更牢靠,也更经济,是将来设计领域的进展方向。传统的机械零件设计是将应力、强度假设为确定量,然后依据零件的主要失效形式选择相应的强度理论进展设计计算或验算。但这与实际状况是有差异的,由于各种因素的影响,这些参数经常是变化的,是一种随机变量。假设我们承受牢靠性设计,就可以把它们作为随机变量来处理,使设计结果更符合客观实际,更合理。---本文来源于网络，仅供参考，勿照抄，如有侵权请联系删除---另外,由于传统设计计算中把设计变量看成常量,凭阅历选取安全系数,这种设计方法有时为了保险起见,往往把安全系数选得较大,使设计偏于保守。其结果造成构造较大,浪费材料,本钱较高。牢靠性设计抑制了常规设计方法中的这些缺点,消退了设计中的保守、不合理的现象;同时在零件或设备的整个寿命期内,由于牢靠性的提高,失效次数的削减,使整个修理费用也大大下降。因此它比传统的设计方法更合理、更牢靠、也更经济。我们以紧螺栓受轴向工作载荷时螺栓的强度计算为例,介绍螺栓联接的牢靠性设计。收稿日期:2002205201作者简介:刘衍平(1960—),女,副教授,主要从事机械设计理论、机电一体化方面的争辩。1994-2021ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.://---本文来源于网络，仅供参考，勿照抄，如有侵权请联系删除---28现代电力2002年1螺栓的强度及应力分布对于螺栓,影响其疲乏强度的因素很多,但不管这些因素分布如何,只要包含的因素足够多,均可以将其设想成正态分布,大量的统计资料也证明如此。关于应力的分布,可能是正态分布,也可能是右斜分布,即对数正态分布。由强度—应力分布干预理论可知,右斜分布由于右端密度增大而增大了干预区,从而使牢靠度下降。所以强度和应力的分布一般按两种状况争辩,第一种均为正态分布,其次种强度为正态分布,应力为对数正态分布。大量的统计资料说明其次种分布的牢靠度小于第一种分布的可靠度。假设我们都按正态分布进展计算,就不能保证牢靠性要求。对于这种状况我们可以用当量牢靠度代替原来的牢靠度,将其转化为正态分布,再进行计算。设:ΛΡ为强度均值,ΡΡ为强度标准偏差。Λ为应力均值,Ρ为应力标XX准偏差。Ρ那么:ΝΡ=ΛΡ,ΝΡ称为强度变异系数,ΡΡΝX=ΛX,ΝX称为应力变异系数。X依据设计手册中材料强度的统计数据,对于强度和应力承受不同分布图1R—Ν关系曲线时,我们可分别得到牢靠度R与Ν的关系曲线,如图1所示。2受拉紧螺栓联接的牢靠性设计有预紧力和受轴向动载荷的紧螺栓联接,是螺栓联接中最重要的一种形式。比较典型的是汽缸盖的螺栓联接,如图2所示。211确定牢靠性设计准则假设每个螺栓的拉应力为沿横断面均匀分布,但由于载荷分布、动态应力集中系数和几何尺寸等因素的变异性,对于很多螺栓来说,每个螺栓的应力值的大小是不一样的,而是呈肯定的分布状态,---本文来源于网络，仅供参考，勿照抄，如有侵权请联系删除---◁文笔绘梦...