题目
一压力容器盖螺栓组连接如图所示,已知容器内径D=250mm,内装具有一定压强的液体,沿凸缘圆周均匀分布12 个M16(d1 =13.835mm)的普通螺栓,螺栓材料的许用拉应力[σ ] =180MPa,螺栓的相对刚度Cb/Cb+Cm=0.5,按紧密性要求,剩余预紧力F1=1.8F ,F 为螺栓的轴向工作载荷。试计算:该螺栓组连接允许容器内的液体最大压强Pmax 及每个螺栓连接所需的预紧力F (本小题15分)
一压力容器盖螺栓组连接如图所示,已知容器内径D=250mm,内装具有一定压强的液体,沿凸缘圆周均匀分布12 个M16(d1 =13.835mm)的普通螺栓,螺栓材料的许用拉应力[σ ] =180MPa,螺栓的相对刚度Cb/Cb+Cm=0.5,按紧密性要求,剩余预紧力F1=1.8F ,F 为螺栓的轴向工作载荷。试计算:该螺栓组连接允许容器内的液体最大压强Pmax 及每个螺栓连接所需的预紧力F (本小题15分)
题目解答
答案
解:σ=4×1.3×F2/3.14×d21≤[σ] 得;F2=3.14×13.8352×[σ]/ 4×1.3=20815NF2= F1+F=1.8F+F=2.8F 得;F=7434N ∵F=3.14×D2×Pmax/4×12 ∴Pmax=1.82MPaF= F2-Cb/Cb+Cm×F=(20815-0.5×7434)=17098N
解析
步骤 1：计算螺栓的许用拉力
根据螺栓材料的许用拉应力[σ] = 180MPa，计算螺栓的许用拉力F2。
步骤 2：计算螺栓的轴向工作载荷F
根据剩余预紧力F1=1.8F，计算螺栓的轴向工作载荷F。
步骤 3：计算容器内的液体最大压强Pmax
根据螺栓的轴向工作载荷F，计算容器内的液体最大压强Pmax。
步骤 4：计算每个螺栓连接所需的预紧力F
根据螺栓的许用拉力F2和螺栓的相对刚度Cb/Cb+Cm=0.5，计算每个螺栓连接所需的预紧力F。
根据螺栓材料的许用拉应力[σ] = 180MPa，计算螺栓的许用拉力F2。
步骤 2：计算螺栓的轴向工作载荷F
根据剩余预紧力F1=1.8F，计算螺栓的轴向工作载荷F。
步骤 3：计算容器内的液体最大压强Pmax
根据螺栓的轴向工作载荷F，计算容器内的液体最大压强Pmax。
步骤 4：计算每个螺栓连接所需的预紧力F
根据螺栓的许用拉力F2和螺栓的相对刚度Cb/Cb+Cm=0.5，计算每个螺栓连接所需的预紧力F。