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对于螺栓的弹性变形,不仅要考虑到螺栓被夹持长度范围内的弹性变形,也要考虑到这个范围之外的弹性变形。因为在螺栓联接中,这个区域对螺栓的变形情况也会产生影响,需要对其进行强度分析。
螺栓由若干单个要素组成,可以由一些长度为上、横截面积为人的圆柱体所代替,单个螺栓变形示意图如图所示。图中,玩为螺栓头部变形等效长度,螺纹啮合等效长度。E是螺栓材料的杨氏模量,在力F的作用下,几个要素的伸长量可表示为:圆形法兰均匀分布多个螺栓,根据企业提供特定高度的载荷,等效得到受力最大的单个螺栓的外部工作载荷Fa,法兰整体受力状态不失一般形式,设圆形法兰所受弯矩为M和沿螺栓轴线方向的力为法兰圆周上受力最大的螺栓外部工作载荷,FA为载荷引入因子,nim用来考虑在单螺栓联接中因载荷位置不同对被联接弹性体柔度的影响,根据公式,线性插值可得载荷引入因子耳并将载荷引入因子带入式中。螺栓工作受到的附加力是螺栓轴向工作载荷的函数,用相对刚度表征,再考虑偏心夹紧及偏心加载。
针对风力发电机组塔筒法兰联接处螺栓轴线与法兰横向对称中心线不一致,且实际载荷作用下螺栓处的轴向外载荷作用线不在螺栓轴线上的问题,结合成熟的螺栓联接理论进行了理论分析,为螺栓联接提供了新思路。根据有限元分析理论在MSC.Mentat环境中进行法兰联接处螺栓强度接触分析,接触状态良好,最大应力出现在螺栓螺纹联接第一圈附近,能真实地模拟螺栓联接。理论分析结果和有限元分析结果略有差别,主要是螺栓和螺帽之间的螺纹是通过ghze的方式模拟的,没有具体建立螺纹的模型,但结果基本吻合。
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