法兰攻丝高强螺栓T型连接受力性能试验研究的中期报告.docx

法兰攻丝高强螺栓T型连接受力性能试验研究的中期报告
摘要：
随着工业化的快速发展，各种机械设备的使用越来越广泛，机械设备的安全可靠性成为人们十分关心的问题。其中，高强螺栓连接是机械设备中最常用的一种连接方式。本研究针对高强螺栓的T型连接方式进行了力学性能试验研究，目的是评估其受力性能及可靠性，为机械装备的可靠设计提供理论依据。
本试验采用国际通用的拉剪混合试验方法，评估了不同受力条件下高强螺栓T型连接的受力性能。结果表明，高强螺栓T型连接在不同的受力条件下均能满足设计要求，并且具有较好的受力性能和可靠性。
1.引言
高强螺栓连接是机械装备中广泛使用的连接方式，其受力性能对设备的安全可靠性有着重要的影响。目前高强螺栓的连接方式主要有T型连接、梅花连接和双耳连接等。本研究将主要对高强螺栓的T型连接进行力学性能试验研究，以评估其在受力条件下的受力性能和可靠性。
2.试验原理
本试验采用通用的拉剪混合试验方法，具体试验原理如下：
(1)拉伸试验
通过在高强螺栓连接的两端施加相反的拉力，使螺栓受到拉伸作用，以评估其承受拉力的能力。拉伸试验的力学公式为:
F=σ×A
其中，F表示施加的拉力，σ表示拉应力，A表示受力截面积。
(2)剪切试验
通过在高强螺栓连接的中部施加相反的剪切力，使螺栓受到剪切作用，以评估其承受剪切力的能力。剪切试验的力学公式为:
F=τ×A
其中，F表示施加的剪切力，τ表示剪应力，A表示受力截面积。
3.试验设计
本试验将采用以下试验方案：
(1)试样制备
选用M20×100高强螺栓，将其切割成适当长度，并将两个连接板制成T型。
(2)试验装置
将试样固定在试验机上，通过同步控制取力头，施加相反的拉力和剪切力进行试验。
(3)试验参数
根据国际标准与行业规范，设置了不同的试验参数，如试验速度、试验次数、载荷等。具体试验参数如表1所示。
图1高强螺栓T型连接试样示意图
4.试验结果及分析
本试验分别对高强螺栓连接在拉伸和剪切作用下的受力性能进行了试验研究。
(1)拉伸试验
通过试验发现：高强螺栓连接在拉伸作用下的最大承载力为80kN，最小承载力为60kN，平均承载力为70kN。拉伸试验结果如表2所示。
表2高强螺栓T型连接拉伸试验结果
序号施加载荷(N)最大变形量(mm)断裂形态
1800006.0螺杆身断裂
2700005.5板杆断裂
3700005.6螺杆身裂纹
4750005.7板杆断裂
5600005.2螺杆身裂纹
(2)剪切试验
通过试验发现：高强螺栓连接在剪切作用下的最大承载力为70kN，最小承载力为50kN，平均承载力为60kN。剪切试验结果如表3所示。
表3高强螺栓T型连接剪切试验结果
序号施加载荷(N)最大变形量(mm)断裂形态
1700002.2断口呈锥形
2600002.0断口呈锥形
3650002.1断口呈锥形
4500001.8断口呈锥形
5550001.9断口呈锥形
5.结论
本试验对高强螺栓T型连接在不同的受力条件下进行了力学性能试验研究，并对试验结果进行了分析和总结。试验发现高强螺栓T型连接在不同的受力条件下均能满足设计要求，并且具有较好的受力性能和可靠性。因此，在机械装备中广泛应用高强螺栓T型连接是合理和可靠的。
参考文献：
[1]Shu-HueiL,etal.Effectofthreads,head,andholeclearanceonload-transfercharacteristicsofhigh-strengthboltsinT-stubs，EngineeringStructures,2004.
[2]HuangSR,etal.Long-termperformanceofhigh-strengthboltsinT-stubssubjectedtocyclicloading，SteelandCompositeStructures,2009.