螺栓预紧之后会有嵌入效应,导致预紧力损失。德国标准VDI2230对此有建议,国内机械设计手册则不强调该现象。
在仿真中,有两种方式考虑嵌入。第一种,直接施加考虑嵌入损失之后的预紧力;第二种,先施加完整的预紧力,再考虑嵌入量带来的损失。
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仿真模型如下图所示:
仿真一:先施加完整预紧力是10000N,然后考虑10微米的嵌入,最后锁定。
仿真结果如下图所示:
仿真二:先施加完整预紧力是10000N,然后锁定,最后考虑10微米的嵌入。
仿真结果如下图所示:
已知10000N预紧力产生相对位移1.46473E-2mm,由此可得1E-2mm对应预紧力损失为:
10000/1.46473=6827.2N
仿真三:先施加预紧力3172.8N,然后锁定。
仿真结果如下图所示:
仿真模型如下图所示:
仿真四:先施加预紧力3172.8N,然后锁定。
仿真结果如下图所示:

仿真五:先施加完整预紧力是10000N,然后考虑10微米的嵌入,最后锁定。
仿真结果如下图所示:
仿真五的结果特殊,是因为10000N预紧力导致的相对变形小于10微米,等于没了预紧力。
对于梁螺栓,因为没有螺母和螺栓头,所以相对变形会明显偏小。此种场景下,嵌入量也应该适当减少。
今早,有学员和我们良好互动,善意的提醒。
这里面有两点值得肯定:
第一,该学员认真学习并且理解了课程。我之前以为大家真金白银买课,一定会好好学。但后面和学员对接,发现不少学员不怎么看。我感到非常惋惜。我希望买课的兄弟们,一定要学课程,一定要有进展。
第二,该学员愿意根据自己的经验帮我们改进。规范提供了两种考虑嵌入方式,我们在课程中推荐大家直接施加损失后的预紧力。该学员提出他们的做法,对我们是很好的补充。
在这位学员的感召下,我才愿意把这块内容写成文章,让大家更清楚这里面的来龙去脉。
说实话,自从我们被盗版搞,然后很多人去买盗版。我现在心态已经有点扭曲,这位热心学员给了我一片阳光。
如果您觉得文章有用,感谢这位学员吧。