橫向載荷下普通螺栓組聯接設計方法的討論

　　摘要：普通螺栓聯接組受橫向載荷的設計計算是工程上普遍遇到的問題，文章列舉現有的三種方法，分別指出其不足之處，并且提出一種更為合理的方法，該方法能大大減小螺栓直徑，降低成本。
　　關鍵詞：普通螺栓；橫向載荷；機械設計
　　在橫向載荷作用下，普通螺栓組聯接的設計，現有的教科書大多只涉及螺栓組只受橫向力（R）或只承受橫向轉矩（T）的情況，而工程上普遍遇到的則是R和T同時作用的問題。
　　
　　一、普通螺栓聯接的現有三種設計計算方法分析
　　
　　（一）最大合力法
　　該方法假定各螺栓獨立作用，先通過受力分析是找出螺栓組受力最大的螺栓中心接合面上受到的橫向載荷Rmax，然后按接合面間摩擦傳力條件，確定預緊力。
　　
　　
　　二、一種新的計算方法的推導
　　
　　根據前面的分析，較為合理的方法應把螺栓組看作一個整體，建立數學模型再進行研究，則原力學模型可簡化為圖2所示的懸臂梁，其中固定端是靠螺栓組保證的。要使聯接可靠，即使被聯接件間既無相對移動又無相對轉動，這樣必須由摩擦力提供一個約束反力和一個反力偶與外載荷平衡，如圖2所示。
　　假設預緊力為ＱＰ，則被聯接件接合面處必定同時產生摩擦力合力和合力矩。此時能提供的最大摩擦力的合力為
　　
　　由以上分析知，要使螺栓聯接可靠必須使式（16）和式（18）同時成立，所以僅須將兩式分別算出的QP取大者即可得所需的預緊力，然后代入公式（4）可設計出螺栓組。
　　這種方法與預緊力代rl/RIyuv1oPfA8WXijvOTg==數和法相似，都是對力和力矩載荷分別計算，主要區別在于預緊力不是求代數和，而是比較出最大值再計算，因此被稱為最大預緊力法。
　　最大預緊力法是經理論推導得出的一種方法，本質上就是將螺栓組視為一個整體，利用力平衡和力矩平衡條件分別計算所需預緊力，再將二者比較，取大者代入強度式計算。按這種方法計算量小，設計的螺栓聯接組尺寸也較小，有利于節省資源，該方法理論上可靠，但需要經過實驗驗證。
　　
　　參考文獻
　　1、先