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原来教科书的内容也会有错?

原来教科书的内容也会有错? 兹懋Zmart
2021-04-09
2
导读:VDI-2230指南有个错误,你发现了吗?

 VDI 2230

ERROR

有个错误


你发现了吗?




01

VDI 2230


在对Screw Designer Professional螺栓计算软件进行使用时候,按照VDI 2230指南例题2进行螺栓初选规格计算,发现如下情况:


轴向负载为0,同心夹紧,横向方向剪切载荷为8.4kN,摩擦系数选取0.15,螺栓规格按照10.9级进行选取,最终Screw Designer Professional螺栓计算软件初步螺栓规格计算结果为M18.
而查看VDI 2230指南的例题2计算步骤如下:
R0大致确定螺栓的公称直径的,检验有效范围,连接受力矩MTmax载荷。代入节圆直径计算得出由此产生的每个螺栓的切向力或横向力:

由于FA=0,并且是用扭矩扳手拧紧,按照VDI 2230标准表A7中A至D节的步骤:


A由于剪切载荷为8400N按照最接近的更大一级的载荷,用F=10000N作为最接近的更大的剪切载荷FQmax

B1因为是动态横向力FQ,向下移动四步得出FMmin=63000N

C因为“用扭矩扳手拧紧”,向下移动一步得出FMmax=100000N

D如果选择强度等级10,9,则从表A7的第3栏中找出螺栓尺寸M16。

因此,Screw Designer Professional螺栓计算软件的初选螺栓结果为M18,而VDI 2230指南例题2的结果为M16。两者存在差别,为什么会发生这种情况呢?难道是Screw Designer Professional螺栓计算软件的计算结果初选了错误?这样的话问题就比较严重了,需要对Screw Designer Professional螺栓计算软件进行确认,并检查是什么地方出了问题。
经过一番查找确认,发现Screw Designer Professional螺栓计算软件没有明显的问题。我们又对VDI 2230指南的例题进行了分析,最终发现VDI 2230指南例题出现了一个非常明显的错误,但是仅仅按照例题2的步骤是很难发现问题的,需要从头开始检查确认。
VDI 2230指南中的步骤和计算说明都是没有问题的,问题出现在第四步,也就是C步骤因为“用扭矩扳手拧紧”,向下移动一步得出FMmax=100000N,得到D步骤如果选择强度等级10,9,则从表A7的第3栏中找出螺栓尺寸M16。而对照VDI 2230标准中附录A7表发现在100000N的这一行10.9级的螺栓处只有螺栓规格M18,而没有螺栓规格M16.这就说明了VDI 2230指南结果是错误的,此处的正确初选螺栓规格应该为M18.
经过这个问题的分析,最终证明Screw Designer Professional螺栓计算软件初选螺栓规格这一模块是没有问题的,而VDI 2230指南中的例题2结果是错误的。从这个问题也可以看出虽然VDI 2230标准被大家奉为螺栓计算校核的经典参考文献,其中有些不免存在一些问题,所以,大家在使用VDI 2230指南的过程中发现一些问题,也不一定是自己的分析错误,有可能是VDI 2230指南本身的错误导致。







螺纹连接正向设计校核计算软件——螺栓设计师专业版


螺栓正向设计开发计算软件应基于VDI 2230-1 和 -2指南开发,可进行非线性过弹性螺栓计算,可进行单螺栓和螺栓组进行计算和校核。
为适应汽车行业普遍采用扭矩转角紧固方式,计算校核软件应可针对扭矩法、扭矩转角法进行计算和校核。
计算校核软件应具备以下基本功能:

1) 不同材质、几何尺寸的标准件库数据;

2) 可输入材料强度和摩擦系数散差(输入摩擦系数范围,而非单值摩擦系数);

3) 计算和校核过弹性拧紧和服役;

4) 界面非线性开口的计算;

5) 可获得最小、最大安全系数;

6) 支撑面承载力的全面评估;

7) 图形化显示;

8) 可给出VDI 2230指南中13个设计计算步骤的计算结果。


软件内嵌相关标准件和材料等数据库


能够输出螺栓拧紧夹紧力曲线



预紧力演变历史的评估(全寿命周期导向),包括以下相关的预紧力输出:

1) 拧紧预紧力;

2) 嵌入后预紧力;

3) 加温起始时预紧力;

4) 在加温下残余预紧力;

5) 室温下残余预紧力 (冷态) ;

6) 加温下的夹紧力。

能够输出扭矩角度曲线

      例如在设计时候采用内六角花型盘头螺栓,设计要求超出了标准中的最大性能等级,而实际又按照过屈服扭矩转角法拧紧,在拧紧时候部分出现螺栓掉头现象,需要快速分析如果拧紧时候没有掉头,在装配后工作过程中是否有可能螺栓的轴力超出拧紧时候的最大轴力的情况。只要通过螺栓计算软件就能快速计算出螺栓连接整个工作寿命周期范围的预紧力变化情况,结果就能一目了然,快速分析解决问题。


      对于VDI 2230指南的问题,欢迎关注公众号并联系小编入群,进行讨论。如果你有好的发现和螺栓连接计算和试验方面的问题,也可发送到兹懋公众号,还可以获取精美礼品。要是您对于SD Pro感兴趣,也可以加小编微信沟通。


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