高强度螺栓应力测试分析实验

高强度螺栓多用于起重机械、钢结构厂房等金属结构中。此类螺栓主要依靠预紧力在连接件间产生的摩擦力传递载荷，因而在抗剪和抗拉两方面性能均较好。由于采用高强度钢制造并经过热处理，所以预紧力和摩擦力都较大。高强度螺栓克服了普通螺栓承载力低的缺点，其静强度和疲劳强度比同尺寸的铆接还要高。但是，在工程应用中发现，尽管在选用高强度螺栓时已进行过理论计算，并考虑了强度储备，但在实际使用中，高强螺栓断裂的情况仍会时有发生，给生产和安全带来隐患，甚至造成重大生命财产损失。

为了确定在金属结构受力情况下高强度螺栓的应力分布，研究其局部位置的应力集中状况，检验其强度储备，需要采用实验应力分析的方法，测试高强度螺栓在工作状态下的实际应力。实验应力分析的方法较多，有应变电测法、光弹性法、脆性涂层法等。其中应变电测法是实验分析中一种较成熟的基本方法，在科学与技术领域中应用广泛。针对具体工程问题，应用应变电测法对高强度螺栓的工作应力进行测试取得了较满意的结果。

测力螺栓的设计、制造与使用

用电测法测试高强度螺栓的应力时，不能直接取现用螺栓，需将1只与实际使用等同的高强度螺栓按照一定的要求进行设计、制作、并根据测试目的进行布片，以便完成测试。测力螺栓的设计、制作与使用，应考虑如下因素：

1.测力螺栓大限度的与实际使用的螺栓保持一致，尽可能地再现螺栓的工作状况，所测测力螺栓应选用与实际使用完全相同的螺栓。

2.常用的高强度螺栓直径通常在16mm至30mm之间，受力方向与螺栓杆轴线同向，其螺栓孔直径仅比螺栓杆直径大2-4mm，间隙小，所以不宜直接在螺栓表面布片。

3.电阻应变片在曲率大的表面上往往不易粘牢，所以螺栓杆应加工出一块平面，以便大限度地保持螺栓杆的承载能力，同时该平面与螺栓孔之间的间隙应保证螺栓装配时应变片不被碰坏。

4.考虑到应变片引线的顺利导出，可以再螺栓头部的适当位置打一穿孔，引线应尽可能细，孔径尽可能小，以不妨碍导线引出为宜。

5.加工的平面应较光滑，便于应变片的粘贴。引线从孔中导出时需仔细加以防护，防止引线断裂和短路。

6.测试前，将贴好应变片的测力螺栓取代需检测部位的螺栓；测试中采用应变仪测取各工况的应变值，然后根据相应的计算公式和方法换算为应力值。

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