可靠性工程1213螺栓可靠性设计yjg课件.ppt
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1、可靠性工程1213螺栓可靠性设计yjg,1,第六章典型机械零部件可靠性设计-螺栓,可靠性工程1213螺栓可靠性设计yjg,2,可靠度的等级,根据零部件的重要程度将可靠度分为6个等级,随着等级的提高,可靠度也应逐步提高。,可靠性工程1213螺栓可靠性设计yjg,3,可靠度的等级,考虑到故障所产生的后果严重的程度也常将故障后果作为判别标准来确定可靠度。,可靠性工程1213螺栓可靠性设计yjg,4,螺栓联接的可靠性设计,1 受轴向静拉伸载荷螺栓联接的可靠性设计2 受轴向变载荷紧螺栓联接的可靠性设计3 静载荷受剪螺栓联接的可靠性设计4 变载荷抗剪螺栓联接的可靠性设计5 提高螺栓强度和可靠度的措施,可靠
2、性工程1213螺栓可靠性设计yjg,5,1 受轴向静拉伸载荷螺栓联接的可靠性设计,松联接螺栓(只受轴向静拉伸而没有预紧力),受轴向静拉伸载荷的螺栓联接可分为两种类型,(紧螺栓联接副)既受预紧力又承受轴向力,可靠性工程1213螺栓可靠性设计yjg,6,1.1 松联接螺栓的可靠性设计,只承受轴向静拉伸而无预紧力 ,设拉应力沿横截面均匀分布,失效模式为螺纹部分的塑性变形和断裂。 可靠性设计的准则 :可靠性设计内容:在已知轴向静拉伸载荷,螺栓材质和应达到的可靠性指标条件下,确定螺栓的直径与公差,求取可靠度对螺栓几何尺寸变化的敏感度。,可靠性工程1213螺栓可靠性设计yjg,7,1.1 松联接螺栓的可靠
3、性设计,设该螺栓联接在工作中仅受拉力F。则常规设计中计算螺纹直径的条件为,可靠性工程1213螺栓可靠性设计yjg,8,1.1 松联接螺栓的可靠性设计,可靠性工程1213螺栓可靠性设计yjg,9,1.1 松联接螺栓的可靠性设计,螺栓材料强度也近似服从正态分布,可靠性工程1213螺栓可靠性设计yjg,10,例题:已知松螺栓联接的载荷为:( )=(26700, 900)N,材料为40Cr,强度极限为:( )=(900, 72)MPa.从经济效益出发,在保用期内,10000个螺栓只允许更换13个,设计此螺栓。,1.1 松联接螺栓的可靠性设计,可靠性工程1213螺栓可靠性设计yjg,11,=34013/
4、 Vdc=0.001s=1147/R(t)=1-13/10000=0.9987ZR=3,1.1 松联接螺栓的可靠性设计,可靠性工程1213螺栓可靠性设计yjg,12,由联接方程 =5.45mm(最小截面)选择合适的螺栓即可,查表选内径6.647,外径8mm。,1.1 松联接螺栓的可靠性设计,可靠性工程1213螺栓可靠性设计yjg,13,常规方法为许用应力安全系数n=3.86对于40Cr, s =750=194.3MPad=13.22选择外径16mm,内径13.835mm,1.1 松联接螺栓的可靠性设计,可靠性工程1213螺栓可靠性设计yjg,14,1.2 紧螺栓联接副的可靠性设计,紧螺栓联接副
5、中的基本载荷也为轴向拉力,但包括了在工作载荷作用前螺栓拧紧时就已存在的预紧力。螺栓联接副构成一个超静定系统,载荷在各构件中的分配取决于联接副的变形协调条件,即与联接副各构件间的柔度比有关。,可靠性工程1213螺栓可靠性设计yjg,15,螺栓联接副受力和变形关系,螺栓总载荷:,螺栓联接副相对刚度:,1.2 紧螺栓联接副的可靠性设计,可靠性工程1213螺栓可靠性设计yjg,16,1.2 紧螺栓联接副的可靠性设计,可靠性工程1213螺栓可靠性设计yjg,17,1.2 紧螺栓联接副的可靠性设计,可靠性工程1213螺栓可靠性设计yjg,18,1.2 紧螺栓联接副的可靠性设计,可靠性工程1213螺栓可靠性
6、设计yjg,19,几种典型的加载方式下的x 值计算公式,1.2 紧螺栓联接副的可靠性设计,可靠性工程1213螺栓可靠性设计yjg,20,1.2 紧螺栓联接副的可靠性设计,可靠性工程1213螺栓可靠性设计yjg,21,-紧螺栓联接副受力分析,1.2 紧螺栓联接副的可靠性设计,可靠性工程1213螺栓可靠性设计yjg,22,-紧螺栓联接副受力分析,1.2 紧螺栓联接副的可靠性设计,可靠性工程1213螺栓可靠性设计yjg,23,-紧螺栓联接副受力分析,1.2 紧螺栓联接副的可靠性设计,可靠性工程1213螺栓可靠性设计yjg,24,-紧螺栓联接副受力分析,1.2 紧螺栓联接副的可靠性设计,可靠性工程12
7、13螺栓可靠性设计yjg,25,螺栓承受扭矩应力拉、扭复合应力为,1.2 紧螺栓联接副的可靠性设计,-紧螺栓联接副受力分析,可靠性工程1213螺栓可靠性设计yjg,26,-可靠性设计步骤,1.2 紧螺栓联接副的可靠性设计,可靠性工程1213螺栓可靠性设计yjg,27,-可靠性设计步骤,1.2 紧螺栓联接副的可靠性设计,可靠性工程1213螺栓可靠性设计yjg,28,-可靠性设计步骤,1.2 紧螺栓联接副的可靠性设计,可靠性工程1213螺栓可靠性设计yjg,29,-可靠性设计步骤,1.2 紧螺栓联接副的可靠性设计,可靠性工程1213螺栓可靠性设计yjg,30,-可靠性设计步骤,1.2 紧螺栓联接副
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