理想情况下,从临界几何接触点(螺钉头下与被夹件上表面)开始。旋转的圈数相同,经过螺旋线的纯几何换算,在忽略螺纹变形的情况下,仅能得到“螺母轴向相对位移(相对于起始点)”相同。 这个力学模型主要涉及到,有以下两个关系(方程): 1.扭矩与轴向力的方程,由于可以计算头下、螺纹摩擦,可以列出F=f(T),粗略的是一线性方程,实际测试(螺栓“扭矩-夹紧力”测试)也表明其在夹紧弹性阶段确是为近似直线。我做过M3-M10螺钉、螺柱的F-T测试,有些和理论值相当符合,方程中有摩擦系数。摩擦自始至终都会伴随拧紧过程。 2.螺栓伸长段-被夹件压缩段 的变形方程(三角图),由螺钉和被夹件轴向拉伸、压缩曲线组成。两者通过接触受力相同而关联。单个曲线通过杆件受轴向拉力方程列出。 Fl/(EA)=delta l (下标是螺钉和被夹件,一个受拉一个受压)
以上应该没什么争议吧.
以下是我的一些想法: 螺栓若伸长相同,设其E不同,所得F亦不相同。同理,产生的F相同,假设E不同,伸长量会不同。 这里涉及到一个问题,那就是在被夹件相同的时候,不同的螺钉材料E值,螺母的行程相同是否就等于其变形量相同? 如果被夹件完全相同,那么,变形量是由力控制的,在写变形量方程时,并没有考虑这个变形量是怎么来的,更接近是由夹具直接拉伸、压缩而得到。而在拧紧时,让螺母在螺杆上前进一段距离,来让这个系统自己平衡。假设被夹件是铝合金的,螺栓是非增强PP塑料制的,旋转螺母下行,由于两者E的差别过大,变形基本由塑料螺栓发生。换成钢螺钉,铝发生的变形要高于螺栓。这时候,这两个螺栓,螺母转相同的圈数,其变形会相同吗?旋转螺母相同圈数是不能确定其轴向变形量相同的,而只是一种施加约束的过程。施加约束之后,系统会产生力平衡,从而得到对应的变形量。
所以如果你们没有测量螺栓整体刚度值,单纯比较伸长量大小是没有意义的。我建议测量其实际“角度-夹紧力”曲线。 或者先上拉力机测螺栓实物的拉伸曲线,得到刚度k,这个有标准的,我记得国内还是翻译的美军、航标的。
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