无垫圈螺栓节点的性能及设计 原著第4版2025|PDF|Epub|mobi|kindle电子书版本百度云盘下载

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第1章 概述1

1.1 两类螺栓节点1

1.2 螺栓的任务2

1.2.1 受拉节点2

1.2.2 受剪节点3

1.3 面临的问题3

1.3.1 装配过程3

1.3.2 工作特性4

1.3.2.1 受拉节点4

1.3.2.2 受剪节点5

1.4 节点破坏模式5

1.5 节点设计6

1.5.1 概述6

1.5.2 设计师的目标7

1.6 内容编排7

习题8

第2章 材料9

2.1 影响紧固力的材料特性9

2.1.1 紧固力的大小9

2.1.2 紧固力的稳定性10

2.1.2.1 温度膨胀或收缩10

2.1.2.2 腐蚀10

2.1.2.3 疲劳破坏10

2.1.2.4 高温下的强度损失10

2.1.2.5 高温下的紧固力损失10

2.1.2.6 节点部件的弹性刚度10

2.1.2.7 高温下的刚度变化11

2.1.2.8 脆性断裂11

2.1.3 其他材料特性11

2.2 紧固件标准11

2.3 选择合适的标准12

2.4 螺栓材料13

2.5 螺栓材料的拉伸强度14

2.5.1 一般用途／汽车类14

2.5.2 钢结构类14

2.5.3 石油化工／电力类14

2.5.4 米制系列15

2.5.5 极端温度下的材料15

2.5.5.1 ASTM F2281材料15

2.5.5.2 传统的高温材料16

2.5.6 抗腐蚀类16

2.5.7 两个新的ASTM螺栓标准17

2.6 米制紧固件17

2.7 等代材料18

2.8 螺栓材料强度的一些说明18

2.8.1 概述18

2.8.2 抗剪强度19

2.8.3 承压屈服强度20

2.8.4 硬度与强度21

2.9 螺母材料的选择21

2.10 温度对材料性能的影响24

2.10.1 温度膨胀24

2.10.2 各种各样的温度问题28

2.11 需要考虑的其他材料因素29

2.11.1 疲劳问题29

2.11.2 腐蚀29

2.11.3 其他方面的考虑29

2.12 节 点材料30

习题32

参考文献33

第3章 应力和强度问题37

3.1 强度类型37

3.1.1 拉伸强度37

3.1.2 螺纹破坏强度37

3.1.3 剪切强度38

3.1.4 脆性断裂强度38

3.1.5 高温和低温时的强度38

3.1.6 疲劳强度38

3.1.7 应力腐蚀破坏强度38

3.2 螺栓受拉38

3.2.1 螺栓拉伸的弹性曲线38

3.2.2 反复荷载下的弹性曲线39

3.2.3 拉伸荷载下的应力分布40

3.2.4 应力集中40

3.2.5 拉伸应力的大小40

3.2.6 螺母中的应力42

3.3 螺栓的强度43

3.3.1 安全负荷强度43

3.3.2 有效横截面面积44

3.3.3 其他有效截面公式45

3.3.4 有效截面面积——米制螺纹47

3.3.5 静力荷载下的螺栓强度47

3.4 节点的强度48

3.4.1 螺栓和节点之间的接触应力48

3.4.2 节点部件内部和部件之间的应力49

3.4.3 节点的静力破坏50

3.5 螺栓上其他类型的荷载51

3.5.1 组合荷载下的强度51

习题52

参考文献52

第4章 螺纹和螺纹强度55

4.1 螺纹形式55

4.1.1 常见的螺纹形式55

4.1.2 英制螺纹形式56

4.1.3 米制螺纹形式56

4.2 螺纹的系列57

4.3 螺纹的公差、偏差和等级分类58

4.3.1 英制螺纹系列58

4.3.1.1 公差58

4.3.1.2 偏差58

4.3.1.3 级别59

4.3.2 米制螺纹系列59

4.3.2.1 偏差位置（公差）59

4.3.2.2 偏差级别（偏差）59

4.3.2.3 偏差等级（等级）60

4.3.3 英制和米制螺纹的分类、比较60

4.3.4 涂层容许公差61

4.3.5 非正常咬合长度的偏差62

4.4 检验水准62

4.5 螺纹术语62

4.5.1 英制系列62

4.5.2 米制系列63

4.6 粗制、精制及常螺距螺纹63

4.6.1 粗制螺距螺纹63

4.6.2 精制螺距螺纹63

4.6.3 常螺距螺纹64

4.6.4 影响选择的多种因素64

4.7 螺纹强度64

4.7.1 基本考虑64

4.7.2 螺纹强度公式65

4.7.3 Lc = D时的螺纹强度计算65

4.7.4 基本方法——一个算例66

4.7.5 Lc≠ D时的螺纹强度计算66

4.7.6 其他有效面积公式68

4.8 荷载作用下螺纹形式的变化69

4.9 改变螺纹静力强度的因素70

4.9.1 常见因素70

4.9.2 螺母和螺栓72

4.9.3 有效截面和抗剪截面面积表73

4.10 影响强度的其他因素73

4.10.1 螺距直径74

4.10.2 其他螺纹参数74

习题74

参考文献75

第5章 刚度和应变研究77

5.1 螺栓变形77

5.1.1 基本内容77

5.1.2 螺栓的长度变化79

5.1.2.1 有效长度79

5.1.2.2 螺栓的横截面面积80

5.1.3 计算螺栓的长度变化80

5.2 螺栓刚度计算81

5.2.1 基本内容81

5.2.2 算例81

5.2.3 变形和刚度的实际值与计算值82

5.2.4 螺杆-螺母-垫圈体系的刚度82

5.2.5 螺杆刚度的另一种表达式83

5.2.6 螺杆中储存的应变能84

5.3 节点84

5.3.1 基本内容84

5.3.2 计算节点刚度85

5.3.2.1 中心节点的刚度85

5.3.2.2 偏心节点的刚度86

5.3.3 实际节点刚度88

5.3.3.1 快速估算无垫圈钢节点刚度的方法89

5.4 带垫圈的节点90

5.5 计算节点刚度的另一种方法90

5.6 节点刚度比和荷载系数91

5.7 刚度——部分设计目标91

5.7.1 节点部件储存的能量91

5.7.2 刚度和所储存能量之间的关系92

5.7.3 刚度比93

习题93

参考文献93

第6章 装配简介95

6.1 初始预拉力—剩余预拉力95

6.2 装配过程96

6.2.1 装配部件96

6.2.2 张紧第一个螺栓96

6.3 螺栓预拉力—节点紧固力99

6.3.1 孔洞干涉的影响99

6.3.2 节点部件的抗力101

6.4 继续张紧工序103

6.5 单个螺栓的短期应力松弛103

6.5.1 短期松弛的来源103

6.5.1.1 螺纹咬合差104

6.5.1.2 螺纹咬合长度过短104

6.5.1.3 部件偏软105

6.5.1.4 弯曲105

6.5.1.5 螺母或螺帽不垂直105

6.5.1.6 倒角或孔洞尺寸偏小105

6.5.1.7 孔洞尺寸偏大105

6.5.1.8 锥形构造105

6.5.2 影响短期松弛的因素105

6.5.2.1 螺栓长度106

6.5.2.2 贝氏垫圈106

6.5.2.3 节点部件数量106

6.5.2.4 张紧速度106

6.5.2.5 多个螺栓同时张紧107

6.5.2.6 节点部件弯曲107

6.5.3 预期松弛的大小107

6.5.4 扭转松弛108

6.6 螺栓群之间的弹性相互作用109

6.7 装配过程114

6.8 装配结果优化116

习题117

参考文献117

第7章 预拉力的扭矩控制119

7.1 正确预拉力的重要性119

7.1.1 不正确的预拉力带来的问题119

7.1.2 预拉力最佳值120

7.1.3 影响螺栓工作荷载的因素120

7.2 扭矩和预拉力-完整方程121

7.3 影响扭矩-预拉力关系的因素123

7.3.1 影响摩擦力的变量124

7.3.2 几何变量124

7.3.3 应变能损失125

7.3.4 内置扭矩125

7.3.5 重量影响125

7.3.6 孔洞干涉126

7.3.7 螺纹结合冲突126

7.3.8 操作工126

7.3.9 工具精度126

7.3.10 其他因素126

7.4 扭矩和预拉力—简化公式127

7.5 螺母因子128

7.5.1 部分综述128

7.5.2 螺母因子示例及案例129

7.5.3 摩擦系数和螺母因子132

7.6 实际扭矩控制132

7.6.1 扭矩的选择132

7.6.2 预拉力的离散133

7.6.3 降低摩擦以得到更好控制133

7.6.4 扭矩和预拉力之间并非总是线性关系135

7.6.5 其他问题135

7.7 扭矩控制工具136

7.7.1 共性知识136

7.7.2 工具形成的反作用力137

7.7.2.1 扭矩扳手产生的剪切荷载137

7.7.2.2 反作用扭矩138

7.7.3 追求精度139

7.7.3.1 人工扭矩扳手（Manual Torque Wrenches）139

7.7.4 大螺栓所需的更大扭矩139

7.7.4.1 扭矩放大器（Torque Multipliers）和齿轮扳手（Geared Wrenches）139

7.7.4.2 液压扳手（Hydraulic Wrenches）140

7.7.5 向着更高的速度140

7.7.5.1 气动扳手（Impact Wrenches）140

7.7.5.2 脉冲工具（Pulse Tools）140

7.7.5.3 扭矩扳手（nut runner）140

7.7.6 增加扭矩校准或扭矩监控141

7.7.7 增加扭矩反馈以求更好地控制142

7.7.8 更多信息143

7.8 限制扭矩施加的螺栓143

7.8.1 扭剪螺栓143

7.8.2 易断的螺母144

7.9 扭矩控制的优点144

7.10 测试工具144

7.11 扭矩控制对节点设计的影响145

7.12 使用扭矩拆卸节点146

习题147

参考文献147

第8章 扭矩和转角控制150

8.1 转角控制的基本内容150

8.2 转角和预拉力152

8.2.1 常见的转角-预拉力关系152

8.2.2 其他转角-预拉力曲线153

8.2.2.1 金属片节点153

8.2.2.2 带垫圈的节点153

8.3 摩擦的影响154

8.4 理论上的扭矩和转角155

8.4.1 扭矩、转角和应变能155

8.4.2 扭矩-转角-预拉力立方体155

8.4.3 更加广泛的视角156

8.5 螺母转角控制156

8.5.1 相关理论156

8.5.2 实践157

8.5.2.1 钢结构157

8.5.2.2 生产线上的螺母转角法158

8.5.2.3 航空装配上的螺母转角法159

8.6 产品装配问题159

8.7 常用的控制策略160

8.7.1 扭矩-转角窗口控制161

8.7.2 扭矩-时间窗口控制161

8.7.3 停顿和脉冲式张紧162

8.7.4 屈服控制163

8.7.5 螺母转角控制164

8.7.6 内置扭矩控制165

8.7.7 加上——永久记录165

8.7.8 与此同时，在装配现场165

8.8 监测结果165

8.9 扭矩-转角控制解决的问题166

8.10 充分利用扭矩-转角控制167

习题167

参考文献168

第9章 控制预拉力的其他方式169

9.1 拉伸控制的基本内容169

9.2 拉伸控制问题170

9.2.1 尺寸偏差170

9.2.2 温度变化170

9.2.3 螺栓的塑性变形170

9.2.4 弯曲和表面不垂直171

9.2.5 夹距长度171

9.3 伸长测量技术171

9.3.1 千分尺（micrometer）171

9.3.1.1 不规则的测量表面171

9.3.1.2 操作工手感171

9.3.1.3 测量精度要求172

9.3.1.4 厚度千分尺172

9.3.2 其他技术173

9.3.2.1 测微仪173

9.3.2.2 市售带量具的螺栓173

9.3.2.3 超声波测量173

9.4 拉伸变形多大？173

9.5 拉伸控制可以解决的问题174

9.6 提高拉伸控制效果的方法175

9.7 直接预拉力控制简介175

9.7.1 带应变测量的螺栓176

9.7.2 带应变测量的承压垫圈176

9.7.3 直接拉伸指示器（DTI）176

9.7.4 喷射型自我显示DTIs177

9.7.5 扭剪型拉伸控制螺栓177

9.7.6 可设计选择的螺栓178

9.8 螺栓拉伸装置179

9.8.1 硬件179

9.9 螺栓加热器180

9.10 直接预拉力控制解决的问题180

9.10.1 直接测力计180

9.10.2 扭剪型螺栓180

9.10.3 液压拉伸器181

9.10.4 螺栓加热器181

9.11 更好利用直接预拉力控制的方法181

9.11.1 扭剪型螺栓和DTI垫圈181

9.11.2 螺栓拉伸计181

9.11.3 螺栓加热器182

9.12 超声波测量伸长或张拉力182

9.12.1 概述182

9.12.2 操作原理183

9.12.3 使用方法183

9.12.4 仪器的校准184

9.12.5 目前可用的仪器184

9.13 采用等离子涂层、薄膜传感器进行超声波测量184

习题185

参考文献185

第10章 节点在拉伸荷载下的理论工作特性187

10.1 基本节点简图187

10.1.1 螺栓和节点部件的弹性曲线188

10.1.2 确定最大和最小剩余装配预拉力188

10.1.2.1 基本方程188

10.1.2.2 算例189

10.1.3 简单拉伸荷载的节点简图191

10.1.4 红色劳斯莱斯的比喻192

10.1.5 回到节点简图——简单的拉伸荷载193

10.2 细节和变化194

10.2.1 改变螺栓或节点刚度194

10.2.2 临界外荷载194

10.2.3 很大的外荷载195

10.2.4 另一种形式的节点简图196

10.3 节点计算196

10.3.1 基本方程196

10.3.2 继续前面的算例198

10.4 加载面200

10.4.1 拉力作用在节点部件的接触面上200

10.4.2 作用在接触面上的拉伸荷载计算202

10.4.3 加载面的重要性202

10.4.4 位于节点部件内的加载面202

10.4.5 修改算例以考虑内部加载面的影响205

10.5 受拉节点上的动荷载206

10.6 受压荷载下的节点207

10.7 一个警告208

习题209

参考文献209

第11章 受拉节点的工作特性：深入研究210

11.1 撬力对螺栓受荷的影响211

11.1.1 撬力的定义211

11.1.2 撬力的讨论211

11.1.3 撬力的非线性215

11.2 撬力的数学计算215

11.2.1 概述215

11.2.2 VDI的分析法215

11.2.3 防止节点分开的临界荷载和预拉力218

11.2.4 撬起前螺栓中的弯曲应力219

11.2.5 很大外荷载的影响220

11.3 其他非线性影响因素220

11.3.1 螺母-螺栓体系220

11.4 温度的影响222

11.4.1 弹性性能的变化223

11.4.2 强度损失223

11.4.3 不均匀温度变化223

11.4.4 应力松弛226

11.4.5 蠕变断裂228

11.4.6 温度影响的补偿228

11.5 考虑偏心和不均匀膨胀影响的节点方程230

11.5.1 基本方程230

11.5.2 算例231

习题234

参考文献235

第12章 受剪节点的工作性能237

12.1 中心受剪的螺栓节点237

12.1.1 概述237

12.1.2 摩擦型节点238

12.1.2.1 摩擦型节点中螺栓的受荷238

12.1.2.2 摩擦型节点中的应力239

12.1.3 承压型节点239

12.2 影响受剪节点紧固力的因素241

12.3 受剪节点对外荷载的响应241

12.4 同时受拉和受剪节点242

12.5 目前的定义——受剪节点的类型243

习题243

参考文献244

第13章 节点破坏介绍245

13.1 螺栓的力学破坏245

13.2 螺栓缺失246

13.3 螺栓松动246

13.4 螺栓过紧246

13.5 需要关注的破坏模式247

13.6 基本条件的含义247

13.7 正确预拉力的重要性248

13.7.1 腐蚀249

13.7.2 应力腐蚀破坏249

13.7.3 疲劳破坏249

13.7.4 力学破坏249

13.7.5 螺栓的自我松动249

13.7.6 泄漏249

13.8 荷载放大因子249

13.9 节点部件的破坏250

13.10 磨损251

13.10.1 讨论251

13.10.2 拆除已磨损的螺钉252

习题253

参考文献253

第14章 螺栓的自我松动254

14.1 问题254

14.2 螺母自我松动的方式254

14.3 松动顺序257

14.4 自我松弛的Junker理论257

14.4.1 基本方程258

14.4.2 实用的完整形式公式258

14.4.3 扭矩为零时的公式258

14.4.4 导致滑移的原因259

14.4.5 滑移的其他原因260

14.4.6 自我松动的其他理论260

14.5 抗振动试验261

14.5.1 NAS试验261

14.5.2 Junker试验261

14.6 抗振动方法262

14.6.1 保持预拉力和摩擦力263

传统方法263

14.6.2 防止接触面间的相对滑移263

14.6.3 抗松退扭矩264

14.6.3.1 内置扭矩紧固件264

14.6.3.2 DISC-LOCK？垫圈和螺母266

14.6.3.3 综述267

14.6.4 双螺母267

14.6.5 机械固定螺栓267

14.6.5.1 锁线和锁销267

14.6.5.2 焊接268

14.6.5.3 Stage 8紧固体系268

14.6.5.4 Huck锁止螺栓268

14.6.5.5 Honeybee Robotics269

14.6.5.6 A-Lock螺栓和螺母269

14.6.5.7 Omni-Lok螺栓269

14.6.6 化学固定螺栓269

14.6.6.1 生锈269

14.6.6.2 厌氧粘合剂269

14.6.7 抗振垫圈270

14.6.7.1 保持螺栓拉力的垫圈270

14.6.7.2 锯齿形垫圈270

14.6.7.3 螺旋弹簧垫圈271

14.6.7.4 DISC-LOCK？垫圈271

14.6.8 选项间的对比271

习题272

参考文献272

第15章 疲劳破坏275

15.1 疲劳过程275

15.1.1 疲劳破坏的顺序275

15.1.1.1 裂纹形成275

15.1.1.2 裂纹生长276

15.1.1.3 裂纹成熟276

15.1.1.4 最终断裂276

15.1.2 疲劳破坏的类型276

15.1.3 断口的外观276

15.2 决定疲劳寿命的因素277

15.2.1 S-N图277

15.2.2 材料和“部件”278

15.2.3 总结279

15.3 其他类型的图表279

15.3.1 常寿命图279

15.3.2 常寿命图的中心区281

15.3.3 近似常寿命图281

15.3.4 疲劳极限图282

15.3.5 螺栓的疲劳寿命数据283

15.4 预拉力和节点刚度的影响284

15.4.1 线性节点的疲劳284

15.4.2 非线性节点285

15.4.3 最佳预拉力值286

15.4.4 疲劳问题和VDI节点设计公式288

15.5 疲劳问题最小化290

15.5.1 降低应力水平290

15.5.1.1 增加螺纹根部半径291

15.5.1.2 热轧螺纹291

15.5.1.3 倒角291

15.5.1.4 垂直度291

15.5.1.5 重叠部分应力集中291

15.5.1.6 螺纹末端291

15.5.1.7 螺纹应力分布291

15.5.1.8 弯曲293

15.5.1.9 腐蚀293

15.5.1.10 带凸缘的螺帽和螺母293

15.5.1.11 表面状况293

15.5.2 减小荷载变化幅值293

15.5.2.1 避免撬力作用293

15.5.2.2 预拉力的正确选择293

15.5.2.3 螺栓-节点刚度比的控制294

15.5.2.4 获得正确的预拉力294

15.6 预测疲劳寿命或疲劳极限294

15.7 受剪节点部件的疲劳破坏295

15.8 案例分析296

15.8.1 输电塔296

15.8.2 空气压缩机隔片296

习题297

参考文献297

第16章 腐蚀300

16.1 腐蚀机理300

16.1.1 镀锌系列300

16.1.2 腐蚀电池301

16.1.3 电池类型302

16.1.3.1 两种金属的腐蚀302

16.1.3.2 破损的氧化膜302

16.1.3.3 应力腐蚀破坏303

16.1.3.4 裂隙腐蚀303

16.1.3.5 摩擦腐蚀303

16.2 氢脆破坏304

16.2.1 应力裂纹破坏模式304

16.2.2 氢脆破坏机理304

16.2.3 易腐蚀的和安全的材料305

16.2.4 脆性性能试验306

16.2.5 避免氢脆破坏307

16.3 应力腐蚀破坏307

16.3.1 破坏机理307

16.3.2 KISCC的涵义308

16.3.3 影响KISCC的因素309

16.3.3.1 螺栓材质309

16.3.3.2 使用环境309

16.3.3.3 螺纹成型方式309

16.3.3.4 螺栓强度或硬度309

16.3.3.5 电解液类型310

16.3.3.6 温度311

16.3.3.7 螺栓直径和螺距311

16.3.4 避免SCC破坏311

16.3.4.1 材料的敏感性311

16.3.4.2 消除电解液312

16.3.4.3 保持应力水平低于一个门槛值313

16.3.5 表面涂层和表面处理316

16.3.6 及早监测SCC裂纹316

16.4 其他类型的应力裂纹317

16.4.1 应力脆化317

16.4.2 氢致裂纹317

16.5 腐蚀最小化问题318

16.5.1 综述318

16.5.2 细节技术318

16.6 紧固件涂层320

16.6.1 综述320

16.6.2 有机涂层320

16.6.2.1 油漆321

16.6.2.2 磷酸-油脂涂层321

16.6.2.3 固体薄膜有机涂层321

16.6.3 无机或金属涂层321

16.6.3.1 电镀涂层321

16.6.3.2 热浸涂层322

16.6.3.3 机械电镀322

16.6.3.4 多种涂层工艺323

16.6.4 复合涂层323

16.6.5 评定耐腐蚀能力325

16.6.6 镉镀层的替代物327

习题327

参考文献328

第17章 已有节点预拉力的选择331

17.1 需要的紧固力大小331

17.1.1 要考虑的因素331

17.1.1.1 节点滑移（Joint Slip）332

17.1.1.2 自我松动（Self-Loosening）332

17.1.1.3 压力荷载（Pressure Loads）332

17.1.1.4 节点分离（Joint Separation）333

17.1.1.5 疲劳（Fatigue）333

17.1.2 设置紧固力上限333

17.1.2.1 螺栓的屈服强度333

17.1.2.2 螺纹破损强度333

17.1.2.3 螺栓设计容许应力和装配应力限值333

17.1.2.4 扭转应力影响334

17.1.2.5 容许剪应力334

17.1.2.6 应力腐蚀破坏334

17.1.2.7 组合荷载334

17.1.2.8 对节点部件的损害334

17.1.2.9 节点部件的扭曲变形335

17.1.2.10 垫圈压坏335

17.1.3 紧固力限值总结335

17.2 选择装配预拉力的简单方法336

17.2.1 最好的指南：过去的经验336

17.2.2 其次的选择：询问设计师336

17.2.3 不重要的节点：没有以往经验337

17.2.4 注意事项337

17.2.5 如果需要做改进338

17.2.6 重要节点预拉力的选择338

17.3 工作紧固力的估计339

17.3.1 基本假设340

17.3.2 离散效应的组合340

17.4 需要的和预期的螺栓拉力345

17.5 分析中应该考虑的变量347

17.5.1 概述347

17.5.2 可能要考虑的因素348

17.5.3 应该考虑的因素348

17.6 ASTM F16.96 螺栓技术分会349

17.7 一种更严格的方法349

17.7.1 寻求真实精度的试验350

17.7.2 相关方程350

17.7.3 最小紧固力——几个例子351

17.7.3.1 第一个例子——采用最不利情况的取值351

17.7.3.2 第二个例子——采用统计组合值352

17.7.3.3 第三个例子——采用平均值353

17.7.3.4 第四个例子——采用反馈控制值353

17.7.4 最大螺栓拉力354

17.8 NASA太空飞船上预拉力选择方法354

17.8.1 计算最大和最小预拉力355

17.8.2 确认预拉力的计算356

17.8.3 讨论356

习题356

参考文献357

第18章 受拉节点设计358

18.1 主要目标：可靠的节点358

18.1.1 可靠螺栓节点的清单358

18.2 典型的设计步骤359

18.2.1 初始定义和规定360

18.2.2 初步设计360

18.2.3 荷载估算360

18.2.4 审查初步布置：确定螺栓360

18.2.5 需要的紧固力361

18.2.5.1 最小紧固力361

18.2.5.2 最大紧固力361

18.3 现实中的节点设计361

18.4 VDI节点设计方法362

18.4.1 术语和单位362

18.4.2 设计目标364

18.4.3 常用方法364

18.4.4 估算装配预拉力——最小和最大装配预拉力的初步估算364

18.4.5 加上外荷载的影响365

18.4.6 需要的紧固力足够好吗？366

18.4.7 进一步的考虑366

18.4.7.1 螺栓静力强度366

18.4.7.2 疲劳367

18.4.7.3 承压应力367

18.4.7.4 剪切应力367

18.4.7.5 弯曲应力367

18.4.7.6 偏心荷载367

18.4.8 修改后的螺栓规范368

18.5 一个实例368

18.5.1 输入数据368

18.5.2 计算369

18.5.2.1 最大和最小装配预拉力369

18.5.2.2 螺栓的静力强度369

18.5.2.3 疲劳强度369

18.5.2.4 接触应力369

18.6 节点设计时要考虑的其他因素370

18.6.1 螺纹强度370

18.6.2 柔性螺栓370

18.6.3 可操作性370

18.6.4 剪切荷载和拉伸荷载371

18.6.5 荷载放大效应371

18.6.6 嵌入松弛最小化371

18.6.7 不均匀温度膨胀371

18.6.8 节点部件中其他应力371

18.6.9 锁止装置371

18.6.10 孔洞干涉371

18.6.11 安全系数371

18.6.12 选择装配扭矩372

习题372

参考文献373

参考书目373

第19章 受剪节点设计376

19.1 概述376

19.2 用于受剪节点的VDI法377

19.3 受剪节点如何抵抗剪力379

19.3.1 概述379

19.3.2 滑移控制型节点379

19.4 摩擦型节点的强度381

19.4.1 概述381

19.4.2 容许应力法381

19.4.3 需要考虑的其他因素382

19.4.4 钢结构中的滑移系数383

19.4.5 算例384

19.4.5.1 防止滑移所需的最小预拉力385

19.4.5.2 可替代使用的容许应力法386

19.5 承压型节点的强度387

19.5.1 螺栓的抗剪强度387

19.5.1.1 荷载在螺栓群中的分布387

19.5.1.2 抗剪强度计算388

19.5.2 节点板的抗拉强度389

19.5.3 承压应力389

19.5.4 撕裂强度389

19.5.5 总结390

19.5.6 承压型节点所需要的紧固力390

19.6 偏心受剪节点391

19.6.1 绕瞬时中心的转动391

19.6.2 绕螺栓群形心的转动391

19.6.2.1 确定螺栓群的形心位置391

19.6.2.2 估算最远端螺栓的剪应力392

19.7 容许应力法vs.荷载和抗力系数设计法395

习题395

参考文献396

附录A单位和符号397

附录B紧固件和螺栓节点相关术语404

附录C螺栓信息和标准来源415

附录D英制和米制单位换算417

附录E英制和米制螺纹的有效截面面积，新的钢螺栓估算用的“典型”预拉力和扭矩418

E.1 基本说明418

E.2 对应不同润滑剂或应力水平的扭矩值418

E.3 对应不同润滑剂和扭矩值的预拉力和应力419

E.4 扭矩单位419

附录F典型螺帽、螺纹和螺母长度435

附录G缺漏的图表和公式445

译后记447