CN106053040A - 一种针对受拉螺栓结合部特性的实验装置 - Google Patents

Abstract

一种针对受拉螺栓结合部特性的实验装置，该装置由拉杆、孔板、螺钉、套筒、高强度螺栓、传感器、压板、垫圈、螺母组成。高强度螺栓穿过两个压板并穿过一个传感器后用螺母紧固，每个压板为圆饼状，它的一个端面钻有十二个孔，孔中攻丝，通过十二个螺钉与孔板连接，压板与孔板之间用十二个套筒定位，十二个套筒套在十二个螺钉上。孔板中间钻孔，孔中过盈压装一个拉杆，拉杆用于拉伸试验机的夹持。拉伸实验时螺钉与压板之间螺纹连接如果在试验过程中拉力发生偏转，螺纹的随动作用使结合面仍能受纯拉力，排除弯曲力矩的影响，易控制、调整，测量的物理量少，试件易更换定位，该装置安装拆卸方便，装置精巧，可以循环使用。

Description

一种针对受拉螺栓结合部特性的实验装置

技术领域

本发明涉及一种针对受拉螺栓结合部特性进行实验研究的实验装置，属于钢结构连接件实验技术领域。

背景技术

在钢结构中经常遇到将两个钢结构件用高强度螺栓连接起来的情况，大型机床对钢结构连接件都有较高的刚度要求，影响钢结构刚度的因素中螺栓连接处的刚度占有较大比重。栓接结合部很多情况下承受压力或拉力，受压力的结合面可以采用增大结合面积来提高结合面刚度，受拉力的结合面要提高刚度只能靠螺栓。针对螺栓连接处刚度影响因素的研究，目前一般采用高强度螺栓将两个圆形钢板连接起来并施加拉力来模拟真实情况下的刚度受哪些因素影响。利用压力传感器测量实时压力，采用应变片测量螺栓的变形量，通过测量不同接触面积、不同表面粗糙度、不同压力等情况下螺栓、接触面的变形量，再通过计算机软件进行仿真，模拟机床在不同受力时的变形情况，以寻找提高横梁刚度的方法。实验装置一般设计成结合面钢板与周围产生拉力的圆筒焊接在一起的开口式圆筒结构或是内螺纹的封闭圆筒结构，这种方法难以做到均布加载，且高强螺栓安装不方便，预紧不精确，给测量结果带来一定的误差；此外，圆筒焊接容易产生内应力和变形，实际结合面面积与理论值有差值，影响分析精度。

发明内容

本发明针对现有技术的上述缺陷提供了一种针对受拉螺栓结合部特性的实验装置。该装置利用高强度螺栓穿过两个压板并穿过一个传感器后用螺母紧固，每个压板为圆饼状，它的一个端面钻有十二个孔，孔中攻丝，通过十二个螺钉与孔板连接，压板与孔板之间用十二个套筒定位，十二个套筒套在十二个螺钉上。孔板中间钻孔，孔中过盈压装一个拉杆，拉杆用于拉伸试验机的夹持。拉伸实验时，拉伸力通过拉杆、孔板、十二个螺钉将拉力传给压板，螺钉与压板之间螺纹连接。如果在试验过程中拉力发生偏转，螺纹有一定的随动作用，使结合面仍能受纯拉力，排除弯曲力矩的影响，易控制，调整，测量的物理量少，试件易更换定位，没有焊接不会产生内应力和变形。

螺栓垂直穿过上、下试件中心的通孔，为螺栓施加一定的预紧力；螺杆与高强螺栓同轴心，排除弯扭的影响，试验机力传感器测量静态力；螺栓杆上全桥贴有应变片，引出导线连接动态应变仪，测量预紧力及螺栓应变信号；引伸计卡在上下试件上，测试结合部法向位移变化量；整个装置保证一定的同轴度和平行度，可有效排除试件不对称产生的扭矩。数据输出至计算机，从而获得法向拉力数据和位移数据。

数据采集系统将外载荷数据和引伸计测得到位移数据传输到PC机上，从而得到在一定预紧力时的位移-外载荷曲线，求导后得到螺栓结合部的刚度；又由于结合面夹紧力＝螺栓轴力-外加载荷，得到结合面受力-位移曲线，求导后得到被连接件的刚度。该装置安装拆卸方便，装置精巧，可以循环使用。可以测得不同工况(预紧力，外载荷)和被连接件不同尺寸，材料，表面粗糙度及结合面介质等情况下的螺栓连接结合部刚度及被连接件刚度。

解决其技术问题采取的技术方案是：

一种针对受拉螺栓结合部特性的实验装置是由拉杆、孔板、螺钉、套筒、高强度螺栓、传感器、压板、垫圈、螺母组成。高强度螺栓穿过两个压板并穿过一个传感器后用螺母紧固，每个压板为圆饼状，它的一个端面钻有十二个孔，孔中攻丝，通过十二个螺钉与孔板连接，压板与孔板之间用十二个套筒定位，十二个套筒套在十二个螺钉上。孔板中间钻孔，孔中过盈压装一个拉杆，拉杆用于拉伸试验机的夹持。拉伸实验时，拉伸力通过拉杆、孔板、十二个螺钉将拉力传给压板，螺钉与压板之间螺纹连接如果在试验过程中拉力发生偏转，螺纹有一定的随动作用，使结合面仍能受纯拉力，排除弯曲力矩的影响，易控制、调整，测量的物理量少，试件易更换定位，没有焊接不会产生内应力和变形。

附图说明

图1为本发明的主剖视图；

图2为图1的左视图；

图3为传感器的剖视图(大体为圆柱状)；

图4为孔板的主剖视图；

图5为图4的俯视图；

图6为压板主剖视图；

图中1为拉杆，2为孔板，3为螺钉，4为套筒，5为高强度螺栓，6为传感器，7为压板，8为垫圈，9为螺母。

具体实施方式

一种针对受拉螺栓结合部特性的实验装置，该装置由拉杆1、孔板2、螺钉3、套筒4、高强度螺栓5、传感器6、压板7、垫圈8、螺母9组成。高强度螺栓5设置在两个压板7中间并穿过一个传感器6后用螺母9紧固，每个压板7为圆饼状，压板7的一个端面钻有十二个孔，孔中攻丝，通过十二个螺钉3与孔板2连接，压板7与孔板2之间用周向布置的十二个套筒4定位，每个套筒4套在螺钉3上。孔板2中间钻孔，孔中过盈压装有一个拉杆1，拉杆1用于拉伸试验机的夹持。拉伸实验时，拉伸力通过拉杆1、孔板2、十二个螺钉3将拉力传给压板7，螺钉3与压板7之间螺纹连接如果在试验过程中拉力发生偏转，螺纹有一定的随动作用，使结合面仍能受纯拉力，排除弯曲力矩的影响，易控制、调整，测量的物理量少，试件易更换定位，没有焊接不会产生内应力和变形。

螺栓垂直穿过上、下试件中心的通孔，为螺栓施加一定的预紧力；螺杆与高强螺栓同轴心，排除弯扭的影响，试验机力传感器测量静态力；螺栓杆上全桥贴有应变片，引出导线连接动态应变仪，测量预紧力及螺栓应变信号；引伸计卡在上下试件上，测试结合部法向位移变化量；整个装置保证一定的同轴度和平行度，可有效排除试件不对称产生的扭矩。数据输出至计算机，从而获得法向拉力数据和位移数据。

数据采集系统将外载荷数据和引伸计测得到位移数据传输到PC机上，从而得到在一定预紧力时的位移-外载荷曲线，求导后得到螺栓结合部的刚度；又由于结合面夹紧力＝螺栓轴力-外加载荷，得到结合面受力-位移曲线，求导后得到被连接件的刚度。该装置安装拆卸方便，装置精巧，可以循环使用。可以测得不同工况(预紧力，外载荷)和被连接件不同尺寸，材料，表面粗糙度及结合面介质等情况下的螺栓连接结合部刚度及被连接件刚度。

Claims (4)

1.一种针对受拉螺栓结合部特性的实验装置，其特征在于：该装置由拉杆(1)、孔板(2)、螺钉(3)、套筒(4)、高强度螺栓(5)、传感器(6)、压板(7)、垫圈(8)、螺母(9)组成；高强度螺栓(5)设置在两个压板(7)中间并穿过一个传感器(6)后用螺母(9)紧固，每个压板(7)为圆饼状，压板(7)的一个端面钻有十二个孔，孔中攻丝，通过十二个螺钉(3)与孔板(2)连接，压板(7)与孔板(2)之间用周向布置的十二个套筒(4)定位，每个套筒(4)套在螺钉(3)上；孔板(2)中间钻孔，孔中过盈压装有一个拉杆(1)，拉杆(1)用于拉伸试验机的夹持；拉伸实验时，拉伸力通过拉杆(1)、孔板(2)、十二个螺钉(3)将拉力传给压板(7)，螺钉(3)与压板(7)之间螺纹连接如果在试验过程中拉力发生偏转，螺纹有一定的随动作用，使结合面仍能受纯拉力，排除弯曲力矩的影响，易控制、调整，测量的物理量少，试件易更换定位，没有焊接不会产生内应力和变形。

2.根据权利要求1所述的一种针对受拉螺栓结合部特性的实验装置，其特征在于：螺栓垂直穿过上、下试件中心的通孔，为螺栓施加一定的预紧力；螺杆与高强螺栓同轴心，排除弯扭的影响，试验机力传感器测量静态力；螺栓杆上全桥贴有应变片，引出导线连接动态应变仪，测量预紧力及螺栓应变信号；引伸计卡在上下试件上，测试结合部法向位移变化量；整个装置保证一定的同轴度和平行度，可有效排除试件不对称产生的扭矩；数据输出至计算机，从而获得法向拉力数据和位移数据。

3.根据权利要求2所述的一种针对受拉螺栓结合部特性的实验装置，其特征在于：数据采集系统将外载荷数据和引伸计测得到位移数据传输到PC机上，从而得到在一定预紧力时的位移-外载荷曲线，求导后得到螺栓结合部的刚度；又由于结合面夹紧力＝螺栓轴力-外加载荷，得到结合面受力-位移曲线，求导后得到被连接件的刚度；该装置安装拆卸方便，装置精巧，可以循环使用；可以测得不同工况和被连接件不同尺寸，材料，表面粗糙度及结合面介质等情况下的螺栓连接结合部刚度及被连接件刚度。

4.根据权利要求3所述的一种针对受拉螺栓结合部特性的实验装置，其特征在于：不同工况为预紧力、外载荷。