第三章螺栓连接部分历年真题
1.普通螺栓连接中,防止构件端部发生冲剪破坏的方法是()
A.验算螺栓抗剪承载力
B.验算螺栓承压承载力
C.限制端距不小于栓杆直径的2倍
D.限制端距不小于螺栓孔径的2倍
2.如图所示普通螺栓群受弯矩M作用,在计算螺栓拉力时应取哪一点为旋转中心?()
A.a
B.b
C.c
D.d
3.在如图所示的普通螺栓连接中,受力最大的螺栓所在
的位置为()
A.(a)
B.(b)
C.(c)
D.(d)
4.采用摩擦型高强螺栓连接,其受力时的变形( )
A.比普通螺栓连接大
B.比承压型高强螺栓连接大
C.比普通螺栓和承压型高强螺栓连接都小
D.与普通螺栓和承压型高强螺栓连接相同
5.单个普通螺栓传递剪力时的设计承载能力( )
A.由单个螺栓抗剪设计承载力确定
B.由单个螺栓承压设计承载力确定
C.由单个螺栓抗剪和承压设计承载力中的较小值确定
D.由单个螺栓抗剪和承压设计承载力中的较大值确定
6.当沿受力方向的连接长度l1>15d0(孔径)时,螺栓的抗剪和承压的设计承载力均应降低,以防( )
A.中部螺栓提前破坏
B.端部螺栓提前破坏
C.螺栓受弯破坏
D.螺栓连接变形过大
7.同时承受拉力和剪力的摩擦型高强螺栓,每个螺栓承受的拉力应满足N t≤。
8.普通螺栓靠螺栓承压和抗剪传递剪力,而高强螺栓首先靠传递剪力。9.高强螺栓摩擦型连接是以_________________被克服作为连接的承载力极限状态,因而连接的剪切变形很小,整体性好。
10.普通螺栓的受剪承载力设计值与下列哪项无关
..?
()
A.螺栓孔的直径
B.螺栓直径
C.受剪面数
D.螺栓抗剪强
度设计值
11.图示高强螺栓群受弯后的旋转中心为()
A.1点
B.2点
C.3点
D.4点
12.10.8级高强螺栓中的小数点及后面的8(即0.8)表示
螺栓材料的___________。
13.采用高强度螺栓摩擦型连接,承受剪力作用,在达到极限状态之前( )
A.摩擦面产生滑动,栓杆与孔壁产生挤压力
B.摩擦面产生滑动,栓杆与孔壁不产生挤压力
C.摩擦面不产生滑动,栓杆与孔壁不产生挤压力
D.摩擦面不产生滑动,栓杆与孔壁产生挤压力
14.普通螺栓承压承载力设计值的计算公式为:N C b =d ·∑tf b C ,其中d 和∑
t 的含义是( )
A.d 为螺栓孔直径,∑t 为同一受力方向承压构件厚度之和的较小值
B.d 为螺栓直径,∑t 为同一受力方向承压构件厚度之和的较小值
C.d 为螺栓孔直径,∑t 为同一受力方向承压构件厚度之和的较大值
D.d 为螺栓直径,∑t 为同一受力方向承压构件厚度之和的较大值
15.为保证螺栓连接中被连接板件不会发生冲剪破坏,要求螺栓孔的端距
不得小于_______。
16.某螺栓连接承受如图所示集中力作用,受力最大的螺栓是( )
(16题图)
A .a
B .b
C .c
D .d
17.高强度螺栓摩擦型连接中,一个高强度螺栓的抗剪承载力设计值与下列哪项无关..
? ( )
A .螺栓的传力摩擦面数
B .摩擦面的抗滑移系数
C .高强度螺栓的预拉力
D .被连接板的厚度 18.螺栓承压承载力设计值N b c =d ·∑tf b c 计算公式中的∑t 是指( )
A .被连接的所有板件厚度之和
B .被连接的所有板件厚度的平均值
C .在同一受力方向承压板件厚度之和的较小值
D .在同一受力方向承压板件厚度之和的较大值
19.某螺栓连接承受如图所示集中力作用,螺栓群的旋转中心为
( )
A .a
B .b
C .c
D .d
20.“8.8级”高强螺栓的表示方法中的小数点及后面的数字,即
“0.8”表示螺栓材料的__________。
21、在普通螺栓连接中,抗剪螺栓连接是依靠螺栓的 和
来传递外力的;抗拉螺栓连接是由 直接承受拉力来传递外力的。
22.高强度螺栓摩擦型连接与承压型连接的主要区别是( )
A.接触面处理不同
B.材料不同
C.预拉力不同
D.承载力的计算方法不同
23.螺栓群在构件上的排列,应满足受力要求、________和施工要求三方面的要求。
24、抗剪螺栓连接的破坏形式有 、 、 、 、 。
25、摩擦型高强螺栓的承载能力是由_____控制的。
A 、螺栓的抗剪强度
B 、构件间摩擦力
C 、构件的承载力
26、普通螺栓连接的抗剪工作性能可分为三个阶段,即___________、___________、___________。
27.普通螺栓受剪连接中,为防止板件被挤压破坏,应满足( )
A .板件总厚度∑
≤d t 5
B .螺栓端距012d a ≥
C .螺栓所受剪力∑?
≤b c V tf d N (∑t 为同一受力方向承压构件的较小厚度之和) D .螺栓所受剪力b V
2V V 4
d f n N π≤ 28.高强螺栓承压型连接的极限状态为( )
A .板件接触面刚好产生滑移
B .螺栓杆被剪坏
C .板件孔壁发生承压破坏
D .螺栓杆被剪坏和板件孔壁发生承压破坏两种形式中的最先发生者
29.以下哪种情况可以用于高强度螺栓摩擦型连接的接触面( )
A.表面经雨淋、潮湿
B.表面涂有红丹等底漆
C.表面喷砂后生赤锈
D.表面涂油脂润滑
30.普通螺栓连接受剪破坏的形式可分为栓杆被剪断、_______、构件被拉断、构件端部被冲剪破坏和栓杆受弯破坏五种。
31.采用M20的高强螺栓承压型连接,螺栓端距为30mm ,从构造角度分析此连接可能发生__________破坏。
32、如图所示两截面为-12x400的钢板,采用双盖板(单块盖板的厚度为6mm)和C 级普通螺
栓连接。螺栓M20,钢材Q235,承受轴心拉力设计值N =880KN.试验算此连接。 b v f =
130N/mm 2, b f =305 N/mm 2 ,f =215 N/mm 2
33试验算如图所示的高强螺栓摩擦型连接的强度是否满足要求。已知:螺栓为8.8级、M24,摩擦系数μ=0.55,预紧力P=155kN,荷载N=270kN。(图中尺寸标注的单位为mm)
《螺纹连接练习题》 一、单选题(每题1分) 1. 采用凸台或沉头座其目的为。 A 便于放置垫圈 B 避免螺栓受弯曲力矩 C 减少支承面的挤压应力 D 增加支承面的挤压应力 2. 联接螺纹要求自锁性好,传动螺纹要求。 A 平稳性 B 效率高 C 螺距大 D 螺距小 3. 连接用的螺纹,必须满足条件。 A 不自锁 B 传力 C 自锁 D 传递扭矩 4. 单线螺纹的螺距导程。 A 等于 B 大于 C 小于 D 与导程无关 5. 同一螺栓组的螺栓即使受力不同,一般应采用相同的材料和尺寸,其原因是。 A 便于装配 B 为了外形美观 C 使结合面受力均
匀 D 减少摩损 6. 用于联接的螺纹,其牙形为。 A 矩形 B 三角形 C 锯齿形 D 梯形 7. 螺纹的标准是以为准。 A 大径 B 中径 C 小径 D 直径 8. 螺纹的危险截面应在上。 A 大径 B 小径 C 中径 D 直径 9、在常用的螺旋传动中,传动效率最高的螺纹是__________。A三角形螺纹B梯形螺纹C锯齿形螺纹D矩形螺纹 10、在常用的螺纹联接中,自锁性能最好的螺纹是__________。A三角形螺纹B梯形螺纹C锯齿形螺纹D矩形螺纹 11、当两个被联接件不太厚时,宜采用__________。 A双头螺柱联接B螺栓联接C螺钉联接D紧定螺钉联接12、当两个被联接件之一太厚,不宜制成通孔,且需要经常拆装时,往往采用__________。
A螺栓联接B螺钉联接C双头螺柱联接D紧定螺钉联接13、当两个被联接件之一太厚,不宜制成通孔,且联接不需要经常拆装时,往往采用__________。 A螺栓联接B螺钉联接C双头螺柱联接D紧定螺钉联接14、普通螺纹的牙型角α为60o,当摩擦系数μ=0.10时,则该螺纹副的当量摩擦系数μv=__________。 A0.105 B 0.115 C 0.1115 D 0.104 15、在拧紧螺栓联接时,控制拧紧力矩有很大方法,例如__________。 A增加拧紧力B增加扳手力臂C使用测力矩扳手或定力矩扳手 16、螺纹联接防松的根本问题在于__________。 A增加螺纹联接的轴向力B增加螺纹联接的横向力 C防止螺纹副的相对转动D增加螺纹联接的刚度17、螺纹联接预紧的目的之一是__________。
6 普通螺栓连接施工工艺标准 6.1 适用范围 本工艺标准规定了普通螺栓的施工要求、方法和质量标准等,适用于钢结构安装工程,普通螺栓连接的施工技术。 6.2 编制依据的标准、规范 GB50300-2001 建筑工程施工质量验收统一标准 GB50205-2001 钢结构工程施工质量验收规范 GB3098-2000 紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺柱 6.3术语和符号 普通螺栓:螺栓按照性能等级分 3.6、4.6、4.8、5.6、5.8、6.8、8.8、9.8、10.9、12.9等十个等级,8.8级以下(不含8.8级)通称普通螺栓。 6.4 施工准备 6.4.1 技术准备 1.由项目技术负责人组织专业技术人员熟悉图纸,组织好图纸会审,领会设计意图。 2.针对工程作法及结构设计图纸,熟悉施工规范,提前作好技术管理人员的技术培训工作。 3.组织施工人员进行技术、安全交底。 4.编制材料供应计划、按计划供应材料。 5.编制施工过程、材料进场检验计划,按计划施检。 6.4.2 材料准备 1. 螺栓、螺母、垫圈均应附有质量证明书,并应符合设计要求和国家标准的规定;
2.螺栓验收入库后应按规格分类存放。应防雨、防潮,遇有螺纹损伤或螺栓、螺母不配套时不得使用。 3. 螺栓不得粘染泥土、油污,必须清理干净。 6.4.3 施工机具准备 开口(套筒)、钢丝刷、冲子、锤子 6.4.4 作业条件准备 1. 施工部位应防止被油污等污染,如有污染必须彻底清理干净。 2. 检查螺栓孔的孔径尺寸,孔边毛刺必须彻底清理。 3. 将同一批号、规格的螺栓、螺母、垫圈配好套,装箱待用。 6.5 施工工艺 6.5.1
钢结构练习四螺栓连接 一、选择题(××不做要求) 1.单个螺栓的承压承载力中,[N]= d∑t·f y,其中∑t为( D )。 A)a+c+e B)b+d C)max{a+c+e,b+d} D)min{a+c+e,b+d} 2.每个受剪拉作用的摩擦型高强度螺栓所受的拉力应低于其预拉力的( C )。 A)1.0倍B)0.5倍C)0.8倍D)0.7倍 3.摩擦型高强度螺栓连接与承压型高强度螺栓连接的主要区别是( D )。 A)摩擦面处理不同B)材料不同 C)预拉力不同D)设计计算不同 4.承压型高强度螺栓可用于( D )。 A)直接承受动力荷载 B)承受反复荷载作用的结构的连接 C)冷弯薄壁型钢结构的连接 D)承受静力荷载或间接承受动力荷载结构的连接 5.一个普通剪力螺栓在抗剪连接中的承载力是( D )。 A)螺杆的抗剪承载力B)被连接构件(板)的承压承载力 C)前两者中的较大值D)A、B中的较小值 6.摩擦型高强度螺栓在杆轴方向受拉的连接计算时,( C )。 A)与摩擦面处理方法有关B)与摩擦面的数量有关 C)与螺栓直径有关D)与螺栓性能等级无关 7.图示为粗制螺栓连接,螺栓和钢板均为Q235钢,则该连接中螺栓的受剪面有( C )个。 A)1 B)2 C)3 D)不能确定 8.图示为粗制螺栓连接,螺栓和钢板均为Q235钢,连接板厚度如图示,则该连接中承压板厚度为( B )mm。 A)10 B)20 C)30 D)40
9.普通螺栓和承压型高强螺栓受剪连接的五种可能破坏形式是:I .螺栓剪断;Ⅱ.孔壁承压破坏;Ⅲ.板件端部剪坏;Ⅳ.板件拉断;Ⅴ.螺栓弯曲变形。其中( B )种形式是通过计算来保证的。 A )I 、Ⅱ、Ⅲ B )I 、Ⅱ、Ⅳ C )I 、Ⅱ、Ⅴ D )Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ 10.摩擦型高强度螺栓受拉时,螺栓的抗剪承载力( B )。 A )提高 B )降低 C )按普通螺栓计算 D )按承压型高强度螺栓计算 11.高强度螺栓的抗拉承载力( B )。 A )与作用拉力大小有关 B )与预拉力大小有关 C )与连接件表面处理情况有关 D )与A ,B 和C 都无关 12.一宽度为b ,厚度为t 的钢板上有一直径为d 0的孔,则钢板的净截面面积为( C )。 A )t d t b A n ?-?=2 B )t d t b A n ?-?=420π C )t d t b A n ?-?=0 D )t d t b A n ?-?=2 0π 13.剪力螺栓在破坏时,若栓杆细而连接板较厚时易发生( A )破坏;若栓杆粗而连接板较薄时,易发生( B )破坏。 A )栓杆受弯破坏 B )构件挤压破坏 C )构件受拉破坏 D )构件冲剪破坏 14.摩擦型高强度螺栓的计算公式)25.1(9.0t f b v N P n N -?=μ中符号的意义,下述何项为正确? ( D )。 A )对同一种直径的螺栓,P 值应根据连接要求计算确定 B )0.9是考虑连接可能存在偏心,承载力的降低系数 C )1.25是拉力的分项系数 D )1.25是用来提高拉力N t ,以考虑摩擦系数在预压力减小时变小使承载力降低的不利因素。 ???15.在直接受动力荷载作用的情况下,下列情况中采用( A )连接方式最为适合。 A )角焊缝 B )普通螺栓 C )对接焊缝 D )高强螺栓 16.在正常情况下,根据普通螺栓群连接设计的假定,在M≠0时,构件B ( D )。 A )必绕形心d 转动 B )绕哪根轴转动与N 无关,仅取决于M 的大小 C )绕哪根轴转动与M 无关,仅取决于N 的大小 D )当N=0时,必绕c 转动
第一篇ANSYS结构分析 第1章接触分析 1.1 螺栓和法兰联接的接触分析 在各种机械结构中,螺栓联接是一种简单而普遍的联接形式。螺栓联接的研究历史悠久,一个世纪以来,各种科研机构均对其进行过深入细致的研究,多采用两种常用的方法,理论解析法和有限单元法。由于理论解析法要对结构进行简化,忽略了结构中许多非线性因素影响,如:螺栓联接结构的螺栓预紧作用和被联接法兰面之间的接触等非线性行为均不能模拟,分析的结果误差较大。ANSYS有限元分析软件具有很强的非线性接触行为模拟能力,同时还能利用新开发的Pretention179单元模拟螺栓的预紧作用。 下面结合一个实际例子模拟说明螺栓和法兰之间的联接。 1.1.1 主轴联轴螺栓作用 水轮发电机主轴联轴螺栓是水轮发电机重要联接部件,连接着水轮发电机主轴和转子支架。在保证机组的正常稳定运行中起着极其重要的作用。如果联轴螺栓联接不可靠,被联接法兰间存在间隙,必将会导致机组振动过大,影响机组的正常稳定运行。情况严重时将导致联轴螺栓断裂,主轴脱落,产生不可挽回的损失。 下面的例子重点分析了主轴联轴螺栓强度和被联接圆盘的接触状态,利用ANSYS的APDL(ANSYS Parametric Design Language)脚本编程语言,编制程序进行参数化优化设计,这样就可以快捷地分析各种拓扑结构相似的螺栓结构。该方法具有相当的通用性,适用于模拟多种螺栓联接结构。 1
2 图1-1 主轴联轴螺栓结构有限元剖分示意图 图1-2 主轴联轴螺栓结构边界条件 1.1.2 主轴联轴螺栓分析流程 针对上面结构的模型,采用了参数化编程语言编制了APDL 程序,建立了螺母和圆盘,螺母和主轴,圆盘和主轴之间的接触对,详细讲述了接触对的建立方法。 同时还详述了螺栓预紧单元(Pretention179)的建立方法和预紧单元的加载方法以及求解中需要注意的事项。 下面结合APSL 程序说明模拟过程,重要步骤给出GUI 操作方式。 ANSYS 软件版本选用ANSYS6.1。 !********************************************************** ! 设置结构基本参数(参数可以按不同结构改变) ! 参数单位为力:N ,长度:mm ,弹性模量:N/mm 2,密度:tons/mm 3 !********************************************************** *SET,RAD_I,1250/2 !主轴内半径 *SET,RAD_PANI,705 !圆盘内半径 *SET,RAD_O,2450/2 !主轴外半径 *SET,RAD_PANO,1830 !圆盘外半径 *SET,RAD_B,180/2 !螺栓孔径 *SET,M_BOLT,160 !螺栓最小直径 *SET,M_BH1,350+170+50 !螺栓在主轴方向长度 *SET,M_BH2,350+170+250 !螺栓在圆盘方向长度 *SET,M_NUT,280/2 !螺母大半径,六面体对角线长度 *SET,H_NUT,170 !螺母高 *SET,RAD_DRILL,2140/2 !螺栓节圆半径 *SET,RAD_M,750+150 !主轴内止口半径 *SET,H_M,18 !主轴内止口高度 *SET,RAD_BI,1950/2 !螺栓孔划平处内径 *SET,RAD_BO,2330/2 !螺栓孔划平处外径 *SET,RAD_BH,5 !螺栓孔划平处高度 *SET,F_RAD,45 !主轴与划平处过渡圆角半径 *SET,FH_RAD,1855/2 !螺栓孔划平处内半径
螺纹连接习题解答 11—1 一牵曳钩用2个M10的普通螺钉固定于机体上, 如图所示。已知接合面间的摩擦系数 f=0.15,螺栓材料为Q235、强度级别为4.6 级,装配时控制预紧力,试求螺栓组连接 允许的最大牵引力。 解题分析:本题是螺栓组受横向载荷作用的典型 例子.它是靠普通螺栓拧紧后在接合面间产生的摩擦力来传递横向外载荷F R。解题时,要先求出螺栓组所受的预紧力,然后,以连接的接合面不滑移作为计算准则,根据接合面的静力平衡条件反推出外载荷F R。 解题要点: (1)求预紧力F′: 由螺栓强度级别4.6级知σS =240MPa,查教材表11—5(a),取S=1.35,则许用拉应力: [σ]= σS/S =240/1.35 MPa=178 MPa ,查(GB196—86)M10螺纹小径d1=8.376mm 由教材式(11—13): 1.3F′/(πd21/4)≤[σ] MPa 得: /(4×1.3)=178 ×π×8.3762/5.2 N F′=[σ]πd2 1 =7535 N (2)求牵引力F R: =7535×0.15×2×由式(11—25)得F R=F′fzm/K f
1/1.2N=1883.8 N (取K =1.2) f 11—2 一刚性凸缘联轴器用6个M10的铰制孔用螺栓(螺栓 GB27—88)连接,结构尺寸如图所示。两半联轴器材料为HT200,螺栓材料为Q235、性能等级5.6级。试求:(1)该螺栓组连接允许传递的最大转矩T max。(2)若传递的最大转矩T max不变,改用普通螺栓连接,试计算螺栓直径,并确定其公称长度,写出螺栓标记。(设两半联轴器间的摩擦系数f=0.16,可靠性系数K f=1.2)。 解题要点: (1)计算螺栓组连接允许传递的最大 转矩T max: 该铰制孔用精制螺栓连接所能传递 转矩大小受螺栓剪切强度和配合面 挤压强度的制约。因此,可先按螺栓剪 切强度来计算T max,然后较核配合面挤 压强度。也可按螺栓剪切强度和配合面挤压强度分别求出T max,取其值小者。本解按第一种方法计算 1)确定铰制孔用螺栓许用应力 由螺栓材料Q235、性能等级 5.6级知: σs300MPa 被连接件材料HT200 = σb500MPa、= = σb200MPa 。 (a)确定许用剪应力
8.4 有一工字形钢梁,采用I50a (Q235钢),承受荷载如图8-83所示。F=125kN ,因长度不够而用对接坡口焊缝连接。焊条采用E43型,手工焊,焊缝质量属Ⅱ级,对接焊缝抗拉强度设计值2205/w t f N mm =,抗剪强度设计值2120/w v f N mm =。验算此焊缝受力时是否安全。 图8-83 习题8.4 解: 依题意知焊缝截面特性: A=119.25cm 2,Wx =1858.9cm 3,Ix=46472cm 4,Sx=1084.1cm 3 ,截面高度h=50cm ,截面宽度b=158mm ,翼缘厚t=20mm ,腹板厚tw=12.0mm 。 假定忽略腹板与翼缘的圆角,计算得到翼缘与腹板交点处的面积矩S 1=20×158×(250-10) =7.584×105mm 3 。 对接焊缝受力:125V F kN ==;2250M F kN m =?=? 焊缝应力验算: 最大正应力:622 3 25010134.5/205/1858.910w t x M N mm f N mm W σ?===<=? 最大剪应力:33 224125101084.11024.3/120/464721012 w x v x w VS N mm f N mm I t τ???===<=?? 折算应力: 22127.2/205/w zs t N mm f N mm σ=<= 故焊缝满足要求。 8.5 图8-84所示的牛腿用角焊缝与柱连接。钢材为Q235钢,焊条用E43型,手工焊,角焊缝强度设计值2f 160/w f N mm =。T=350kN ,验算焊缝的受力。
*HEADING 定义装配载荷,例子使用的是实体单元 *NODE 可选定义预紧节点 *SURFACE,NAME=名字 数据行:指定单元和相应的面来定义预紧截面 *PRE-TENSION SECTION,SURFACE=名字,NODE=预紧节点** *STEP ** 预紧截面的使用 *STATIC 控制时间增量步的数据行 *CLOAD 预紧节点,1,预紧力的值 或者 *BOUNDARY,AMPLITUDE=amplitude 预紧节点, 1, 1,紧固调整 *END STEP *STEP ** 保持紧固调整并施加新的载荷 *STATIC 或*DYNAMIC 控制时间增量步的数据行 *BOUNDARY,FIXED pre-tension_node, 1, 1 *BOUNDARY 定义其他边界条件的数据行 *CLOAD 或*DLOAD 定义其他载荷条件的数据行 … *END STEP
abaqus螺栓连接的接触分析 2012-02-13 19:09:34| 分类:ABAQUS | 标签:|举报|字号大中小订阅 NO.1 螺栓连接的简化 由于螺纹处的应力应变不是关心的重点,因此,为简化建模,避免收敛困难,在螺钉和螺孔内表面之间建立绑定约束(tie)。这样得到的模型会比实际结构刚硬。 建立绑定约束的两个面在整个分析过程中都会紧密连接在一起,不会分开,如同一个整体。 Tie绑定约束,Position Tolerance(位置误差限度)设为Specify distance:XXX. 含义:与主面距离小于此限度的从面节点都会受到绑定约束。对于在位置误差限度内的从面节点,ABAQUS将调整其初始坐标,使其与主面的距离为0。注意不要将值设太大,以免由于调整从面节点位置,而造成较差的单元形状。 NO.2 预紧力的模拟 在abaqus中模拟螺钉预紧力的两种方式:1、施加螺栓载荷(bolt load); 2、定义过盈接触(contact interference)。 1、施加螺栓载荷(bolt load) 可以模拟螺钉的预紧力和各种均匀预应力。定义螺栓载荷时,需要指定螺钉上的一个受力截面。施加螺栓载荷的方式三种:A、Apply force:指定预紧力。B、Adjust length:调整螺钉长度。C、Fix at current length:保持螺钉当前长度。 注意:螺栓载荷为正值时表示使受力部件缩短;螺栓载荷为负值时表示受力部件伸长。 在做螺栓接触分析时,可以设好几个分析步,已达到平稳接触。在前几步使用Apply force,在后几步用Fix at current length。含义:在该分析步的开始,去除螺钉的预紧力,让螺钉保持上一步结束时的长度。在该步分析结束后,如果有其他外载荷,螺钉长度会发生变化。 2、定义过盈接触(contact interference)。
连接 一、判断 01. 一个双线螺纹副,螺距为4mm,则螺杆相对螺母转过一圈时,它们沿轴向相对移动的距离应为4mm。( ) 02. 三角形螺纹由于当量摩擦系数大,强度高,所以是常用的连接螺纹。( ) 03. 设计外载荷是轴向变载荷的紧螺栓连接,除考虑螺栓的静强度外,还必须验算其疲劳强度。 ( ) 04. 普通螺栓连接的强度计算,主要是计算螺栓的剪切强度。( ) 05. 对受轴向变载荷的普通螺栓连接适当增加预紧力可以提高螺栓的抗疲劳强度。( ) 06. 受横向载荷的螺栓组连接中的螺栓必须采用有铰制孔的精配合螺栓。( ) 07. 受轴向载荷的紧螺栓连接的螺栓所受的总拉力是预紧力与工作拉力之和。( ) 08. 在受轴向变载荷的紧螺栓连接中,使用柔性螺栓,其主要作用是降低螺栓的应力幅。( ) 09. 受翻转(倾覆)力矩作用的螺栓组连接中,螺栓的位置应尽量远离接合面的几何形心。( ) 10. 在受轴向变载荷的紧螺栓连接结构中,在两个被连接件之间加入橡胶垫片,可以提高螺栓疲劳强度。( ) 二、选择 1.常见的连接螺纹是_________。 A.左旋单线 B.右旋双线 C.右旋单线 D.左旋双线 2. 相同公称尺寸的三角形细牙螺纹和粗牙螺纹相比,因细牙螺纹的螺距小,小径大,故细牙螺纹的_______。 A.自锁性好,钉杆受拉强度低 B.自锁性好,钉杆受拉强度高 C.自锁性差,钉杆受拉强度高 D.自锁性差,钉杆受拉强度低 (强度——指螺纹杆的承载能力。) 3. 用作调节或阻塞的螺纹,应采用_____。 A.三角形粗牙螺纹 B.矩形螺纹 C.锯齿形螺纹 D.三角形细牙螺纹 4. 标注螺纹时______。 A.右旋螺纹不必注明 B.左旋螺纹不必注明 C.左、右旋螺纹都必须注明 D.左、右旋螺纹都不必注明 5. 连接用的螺母、垫圈的尺寸(型号)是根据螺栓的______选用的。A.中径d2 B.小径d1 C.大 径d D.钉杆直径 6. 管螺纹的公称直径是指______。 A.螺纹的外径 B.螺纹的内径 C.螺纹的中径 D.管子的内径 三、填空 1. 普通螺栓的公称直径为螺纹______径。
螺栓组受力分析与计算 一.螺栓组联接的设计 设计步骤: 1.螺栓组结构设计 2.螺栓受力分析 3.确定螺栓直径 4.校核螺栓组联接接合面的工作能力 5.校核螺栓所需的预紧力是否合适 确定螺栓的公称直径后,螺栓的类型,长度,精度以及相应的螺母,垫圈等结构尺寸,可根据底板的厚度,螺栓在立柱上的固定方法及防松装置等全面考虑后定出。 1. 螺栓组联接的结构设计 螺栓组联接结构设计的主要目的,在于合理地确定联接接合面的几何形状和螺栓的布置形式,力求各螺栓和联接接合面间受力均匀,便于加工和装配。为此,设计时应综合考虑以下几方面的问题: 1)联接接合面的几何形状通常都设计成轴对称的简单几何形状,如圆形,环形,矩形,框形,三角形等。这样不但便于加工制造,而且便于对称布置螺栓,使螺栓组的对称中心和联接接合面的形心重合,从而保证接合面受力比较均匀。 2)螺栓的布置应使各螺栓的受力合理。对于铰制孔用螺栓联接,不要在平行于工作载荷的方向上成排地布置八个以上的螺栓,以免载荷分布过于不均。当螺栓联接承受弯矩或转矩时,应使螺栓的位置适当靠近联接接合面的边缘,以减小螺栓的受力(下图)。如果同时承受轴向载荷和较大的横向载荷时,应采用销,套筒,键等抗剪零件来承受横向载荷,以减小螺栓的预紧力及其结构尺寸。 接合面受弯矩或转矩时螺栓的布置
3)螺栓排列应有合理的间距,边距。布置螺栓时,各螺栓轴线间以及螺栓轴线和机体壁间的最小距离,应根据扳手所需活动空间的大小来决定。扳手空间的尺寸(下图)可查阅有关标准。对于压力容器等紧密性要求较高的重要联接,螺栓的间距t0不得大于下表所推荐的数值。 扳手空间尺寸 螺栓间距t0 注:表中d为螺纹公称直径。 4)分布在同一圆周上的螺栓数目,应取成4,6,8等偶数,以便在圆周上钻孔时的分度和画线。同一螺栓组中螺栓的材料,直径和长度均应相同。 5)避免螺栓承受附加的弯曲载荷。除了要在结构上设法保证载荷不偏心外,还应在工艺上保证被联接件,螺母和螺栓头部的支承面平整,并与螺栓轴线相垂直。对于在铸,锻件等的粗糙表面上应安装螺栓时,应制成凸台或沉头座(下图1)。当支承面为倾斜表面时,应采用斜面垫圈(下图2)等。
习题与参考答案 一、单项选择题(从给出的A、B、C、D中选一个答案) 1 当螺纹公称直径、牙型角、螺纹线数相同时,细牙螺纹的自锁性能比粗牙螺纹的自锁性能。 A. 好 B. 差 C. 相同 D. 不一定 2 用于连接的螺纹牙型为三角形,这是因为三角形螺纹。 A. 牙根强度高,自锁性能好 B. 传动效率高 C. 防振性能好 D. 自锁性能差 3 若螺纹的直径和螺旋副的摩擦系数一定,则拧紧螺母时的效率取决于螺纹的。 A. 螺距和牙型角 B. 升角和头数 C. 导程和牙形斜角 D. 螺距和升角 4 对于连接用螺纹,主要要求连接可靠,自锁性能好,故常选用。 A. 升角小,单线三角形螺纹 B. 升角大,双线三角形螺纹 C. 升角小,单线梯形螺纹 D. 升角大,双线矩形螺纹 5 用于薄壁零件连接的螺纹,应采用。 A. 三角形细牙螺纹 B. 梯形螺纹 C. 锯齿形螺纹 D. 多线的三角形粗牙螺纹 6 当铰制孔用螺栓组连接承受横向载荷或旋转力矩时,该螺栓组中的螺栓。 A. 必受剪切力作用 B. 必受拉力作用 C. 同时受到剪切与拉伸 D. 既可能受剪切,也可能受挤压作用 7 计算紧螺栓连接的拉伸强度时,考虑到拉伸与扭转的复合作用,应将拉伸载荷增加到原来的 倍。 A. 1.1 B. 1.3 C. 1.25 D. 0.3 8 采用普通螺栓连接的凸缘联轴器,在传递转矩时,。 A. 螺栓的横截面受剪切 B. 螺栓与螺栓孔配合面受挤压 C. 螺栓同时受剪切与挤压 D. 螺栓受拉伸与扭转作用 9 在下列四种具有相同公称直径和螺距,并采用相同配对材料的传动螺旋副中,传动效率最高的是。 A. 单线矩形螺旋副 B. 单线梯形螺旋副 C. 双线矩形螺旋副 D. 双线梯形螺旋副 10 在螺栓连接中,有时在一个螺栓上采用双螺母,其目的是。 A. 提高强度 B. 提高刚度 C. 防松 D. 减小每圈螺纹牙上的受力 11 在同一螺栓组中,螺栓的材料、直径和长度均应相同,这是为了。 A. 受力均匀 B. 便于装配. C. 外形美观 D. 降低成本
一、单选题(每题1分) 1. 采用凸台或沉头座其目的为。 A 便于放置垫圈 B 避免螺栓受弯曲力矩 C 减少支承面的挤压应力 D 增加支承面的挤压应力 2. 联接螺纹要求自锁性好,传动螺纹要求。 A 平稳性 B 效率高 C 螺距大 D 螺距小 3. 连接用的螺纹,必须满足条件。 A 不自锁 B 传力 C 自锁 D 传递扭矩 4. 单线螺纹的螺距导程。 A 等于 B 大于 C 小于 D 与导程无关 5. 同一螺栓组的螺栓即使受力不同,一般应采用相同的材料和尺寸,其原因是。 A 便于装配 B 为了外形美观 C 使结合面受力均匀 D 减少摩损 6. 用于联接的螺纹,其牙形为。 A 矩形 B 三角形 C 锯齿形 D 梯形 7. 螺纹的标准是以为准。 A 大径 B 中径 C 小径 D 直径 8. 螺纹的危险截面应在上。 A 大径 B 小径 C 中径 D 直径 9、在常用的螺旋传动中,传动效率最高的螺纹是__________。 A三角形螺纹 B梯形螺纹 C锯齿形螺纹 D矩形螺纹
10、在常用的螺纹联接中,自锁性能最好的螺纹是__________。 A三角形螺纹 B梯形螺纹 C锯齿形螺纹 D矩形螺纹 11、当两个被联接件不太厚时,宜采用__________。 A双头螺柱联接 B螺栓联接C螺钉联接 D紧定螺钉联接 12、当两个被联接件之一太厚,不宜制成通孔,且需要经常拆装时,往往采用__________。 A螺栓联接 B螺钉联接C双头螺柱联接 D紧定螺钉联接 13、当两个被联接件之一太厚,不宜制成通孔,且联接不需要经常拆装时,往往采用__________。 A螺栓联接B螺钉联接C双头螺柱联接 D紧定螺钉联接 14、普通螺纹的牙型角α为60o,当摩擦系数μ=时,则该螺纹副的当量摩擦系数μv=__________。 B C D 15、在拧紧螺栓联接时,控制拧紧力矩有很大方法,例如__________。 A增加拧紧力 B增加扳手力臂 C使用测力矩扳手或定力矩扳手 16、螺纹联接防松的根本问题在于__________。 A增加螺纹联接的轴向力 B增加螺纹联接的横向力 C防止螺纹副的相对转动 D增加螺纹联接的刚度 17、螺纹联接预紧的目的之一是__________。 A增强联接的可靠性和紧密性 B增加被联接件的刚性 C 减小螺栓的刚性 18、承受预紧力F′的紧螺栓联接在受工作拉力F时,剩余预紧力为F″,其螺
螺纹连接重要习题
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《螺纹连接练习题》 一、单选题(每题1分) 1. 采用凸台或沉头座其目的为。 A 便于放置垫圈B避免螺栓受弯曲力矩 C 减少支承面的挤压应力D增加支承面的挤压应力 2.联接螺纹要求自锁性好,传动螺纹要求。 A平稳性B效率高 C 螺距大 D 螺距小 3. 连接用的螺纹,必须满足条件。 A 不自锁 B 传力 C 自锁 D 传递扭矩 4. 单线螺纹的螺距导程。 A 等于 B 大于 C 小于D与导程无关 5.同一螺栓组的螺栓即使受力不同,一般应采用相同的材料和尺寸,其原因是。 A 便于装配 B 为了外形美观C使结合面受力均匀 D 减少摩损 6. 用于联接的螺纹,其牙形为。 A 矩形B三角形C锯齿形 D 梯形 7. 螺纹的标准是以为准。 A大径B中径 C 小径 D 直径 8. 螺纹的危险截面应在上。 A 大径B小径 C 中径 D 直径 9、在常用的螺旋传动中,传动效率最高的螺纹是__________。
A三角形螺纹 B梯形螺纹 C锯齿形螺纹D矩形螺纹 10、在常用的螺纹联接中,自锁性能最好的螺纹是__________。 A三角形螺纹B梯形螺纹C锯齿形螺纹D矩形螺纹 11、当两个被联接件不太厚时,宜采用__________。 A双头螺柱联接B螺栓联接C螺钉联接 D紧定螺钉联接 12、当两个被联接件之一太厚,不宜制成通孔,且需要经常拆装时,往往采用__________。 A螺栓联接B螺钉联接C双头螺柱联接D紧定螺钉联接 13、当两个被联接件之一太厚,不宜制成通孔,且联接不需要经常拆装时,往往采用__________。 A螺栓联接B螺钉联接C双头螺柱联接D紧定螺钉联接 14、普通螺纹的牙型角α为60o,当摩擦系数μ=0.10时,则该螺纹副的当量摩擦系数μv=__________。 A0.105 B 0.115 C 0.1115D0.104 15、在拧紧螺栓联接时,控制拧紧力矩有很大方法,例如__________。 A增加拧紧力B增加扳手力臂C使用测力矩扳手或定力矩扳手 16、螺纹联接防松的根本问题在于__________。 A增加螺纹联接的轴向力B增加螺纹联接的横向力 C防止螺纹副的相对转动D增加螺纹联接的刚度 17、螺纹联接预紧的目的之一是__________。 A增强联接的可靠性和紧密性B增加被联接件的刚性 C减小螺栓的刚性
一受轴向外载荷F =1000 N 的紧螺栓联接,螺栓的刚度为C 1,被联接件的刚度为C 2,且2C =81C ;预紧力F 0=1000 N 。试求螺栓中的总拉力2F 和被联接件中的残余预紧力F 1。 螺栓总拉力N 11.11110008100002=?++=++=b b b b b C C C F Cm C C F F 被联接件中剩余预紧力 N 1.111100088100001=?+-=+-=m b m m b m C C C F C C C F F 用4个M12普通螺钉把板1固定在零件3上,零件1与3之间有摩擦片2,各零件之间摩擦系数μ=0.13,螺钉强度级别为5.6级,σS MPa =300,安全系数S =4.5;防滑系数(可靠性 系数)K f =
解: 向螺栓组形心简化T F =?175,F F Q = F Tr r T nr F F T i ===?=∑max ()()().2 175425175 [][] N .7205)203.14/()5.4/300(5 .4/300)/()203.14(5 .4/300)/()3.14(2013.0/23.1/225.075.125.04//212121max f P T max P =?? ? ??= '?==?=='=+=+====d F d F d F F F F K F F F F F F F F F n F F ππσπσμ≤≤≤ 图示轴承盖用4个螺钉固定于铸铁箱体上,已知作用于轴承盖上的力F Q =10.4kN ,螺钉材料为Q235钢,屈服极限MPa 240S =σ,取残余预紧力F 1为工作拉力的0.4倍,不控制预紧力,取安全系数[]4=S ,求螺栓所需最小直径。
第三章 连接 返回 §3-5 普通螺栓的构造和计算 3.5.1螺栓的排列和其他构造要求 一、螺栓的排列 螺栓在构件上排列应简单、统一、整齐而紧凑,通常分为并列和错列两种形式(图3.5.1)。并列比较简单整齐,所用连接板尺寸小,但由于螺栓孔的存在,对构件截面削弱较大。错列可以减小螺栓孔对截面的削弱,但螺栓孔排列不如并列紧凑,连接板尺寸较大。 螺栓在构件上的排列应满足受力、构造和施工要求: (1)受力要求:在受力方向螺栓的端距过小时,钢材有剪断或撕裂的可能。各排螺栓距和线距太小时,构件有沿折线或直线破坏的可能。对受压构件,当沿作用方向螺栓距过大时,被连板间易发生鼓曲和张口现象。 (2)构造要求:螺栓的中矩及边距不宜过大,否则钢板间不能紧密贴合,潮气侵入缝隙使钢材锈蚀。 (3)施工要求:要保证一定的空间,便于转动螺栓板手拧紧螺帽。 根据上述要求,规定了螺栓(或铆钉)的最大、最小容许距离,见表3.5.1。螺栓沿型钢长度方向上排列的间距,除应满足表3.5.1的要求外,尚应满足附录10螺栓线距的要求。
二、螺栓的其他构造要求 螺栓连接除了满足上述螺栓排列的容许距离外,根据不同情况尚应满足下列构造要求: (1)为了使连接可靠,每一杆件在节点上以及拼接接头的一端,永久性螺栓数不宜少于两个。但根据实践经验,对于组合构件的缀条,其端部连接可采用一个螺栓。 (2)对直接承受动力荷载的普通螺栓连接应采用双螺帽或其他防止螺帽松动的有效措施。例如采用弹簧垫圈,或将螺帽或螺杆焊死等方法。 (3)由于C级螺栓与孔壁有较大间隙,只宜用于沿其杆轴方向受拉的连接。承受静力荷载结构的次要连接、可拆卸结构的连接和临时固定构件用的安装连接中,也可用C级螺栓受剪。但在重要的连接中,例如:制动梁或吊车梁上翼缘与柱的连接,由于传递制动梁的水平支承反力,同时受到反复动力荷载作用,不得采用C级螺栓。柱间支撑与柱的连接,以及在柱间支撑处吊车梁下翼缘的连接,因承受着反复的水平制动力和卡轨力,应优先采用高强度螺栓。 (4)沿杆轴方向受拉的螺栓连接中的端板(法兰板),应适当加强其刚度(如加设加劲肋),以减少撬力对螺栓抗拉承载力的不利影响。 3.5.2普通螺栓的受剪连接 普通螺栓连接按受力情况可分为三类:螺栓只承受剪力;螺栓只承受拉力;螺栓承受拉力和剪力的共同作用。下面先介绍螺栓受剪时的工作性能和计算方法。 一、受剪连接的工作性能 抗剪连接是最常见的螺栓连接。如果以图3.5.2(a)所示的螺栓连接试件作抗剪试验,可得出试件上a、b两点之间的相对位移δ与作用力N的关系曲线(图3.5.2b)。该曲线给出了试件由零载一直加载至连接破坏的全过程,经历了以下四个阶段: (1)摩擦传力的弹性阶段在施加荷载之初,荷载较小,荷载靠构件间接触面的摩擦力传递,螺栓杆与孔壁之间的间隙保持不变,连接工作处于弹性阶段,在N-δ图上呈现出0,1斜直线段。但由于板件间摩擦力的大小取决于拧紧螺帽时在螺杆中的初始拉力,一般说来,普通螺栓的初拉力很小,故此阶段很短。 (2)滑移阶段当荷载增大,连接中的剪力达到构件间摩擦力的最大值,板件间产生相对滑移,其最大滑移量为螺栓杆与孔壁之间的间隙,直至螺栓与孔壁接触,相应于N-δ曲线上的1,2水平段。
--------------------------------- 6 普通螺栓连接施工工艺标准 6.1 适用范围 本工艺标准规定了普通螺栓的施工要求、方法和质量标准等,适用于钢结构安装工程,普通螺栓连接的施工技术。 6.2 编制依据的标准、规范 GB50300-2001 建筑工程施工质量验收统一标准 GB50205-2001 钢结构工程施工质量验收规范 GB3098-2000 紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺柱 6.3术语和符号 普通螺栓:螺栓按照性能等级分 3.6、4.6、4.8、5.6、5.8、6.8、8.8、9.8、10.9、12.9等十个等级,8.8级以下(不含8.8级)通称普通螺栓。 6.4 施工准备 6.4.1 技术准备 1.由项目技术负责人组织专业技术人员熟悉图纸,组织好图纸会审,领会设计意图。 2.针对工程作法及结构设计图纸,熟悉施工规范,提前作好技术管理人员的技术培训工作。 3.组织施工人员进行技术、安全交底。 4.编制材料供应计划、按计划供应材料。
--------------------------------- 5.编制施工过程、材料进场检验计划,按计划施检。 6.4.2 材料准备 1. 螺栓、螺母、垫圈均应附有质量证明书,并应符合设计要求和国家标准的规定; 2.螺栓验收入库后应按规格分类存放。应防雨、防潮,遇有螺纹损伤或螺栓、螺母不配套时不得使用。 3. 螺栓不得粘染泥土、油污,必须清理干净。 6.4.3 施工机具准备 开口(套筒)、钢丝刷、冲子、锤子 6.4.4 作业条件准备 1. 施工部位应防止被油污等污染,如有污染必须彻底清理干净。 2. 检查螺栓孔的孔径尺寸,孔边毛刺必须彻底清理。 3. 将同一批号、规格的螺栓、螺母、垫圈配好套,装箱待用。 6.5 施工工艺 6.5.1 施工工艺流程
高强螺栓与普通螺栓的区别 从原材料看: 高强度螺栓采用高强度材料制造。高强螺栓的螺杆、螺帽和垫圈都由高强钢材制作,常用 45号钢、40硼钢、20锰钛硼钢。普通螺栓常用Q235钢制造。 从强度等级上看: 高强螺栓,使用日益广泛。常用8.8s和10.9s两个强度等级,其中10.9级居多。普通螺栓强度等级要低,一般为4.4级、4.8级、5.6级和8.8级。 从受力特点来看: 高强度螺栓施加预拉力和靠摩擦力传递外力。普通螺栓连接靠栓杆抗剪和孔壁承压来传递剪力,拧紧螺帽时产生预拉力很小,其影响可以忽略不计,而高强螺栓除了其材料强度很高之外,还给螺栓施加很大预拉力,使连接构件间产生挤压力,从而使垂直于螺杆方向有很大摩擦力,而且预拉力、抗滑移系数和钢材种类都直接影响高强螺栓的承载力。 根据受力特点分承压型和摩擦型.两者计算方法不同。高强螺栓最小规格M12,常用 M16~M30,超大规格的螺栓性能不稳定,设计中应慎重使用。 高强度螺栓摩擦型和承压型连接的区别: 高强螺栓连接是通过螺栓杆内很大的拧紧预拉力把连接板的板件夹紧,足以产生很大的摩擦力,从而提高连接的整体性和刚度,当受剪力时,按照设计和受力要求的不同,可分为高强螺栓摩擦型连接和高强螺栓承压型连接两种,两者的本质区别是极限状态不同,虽然是同一种螺栓,但是在计算方法、要求、适用范围等方面都有很大的不同。在抗剪设计时,高强螺栓摩擦型连接是以外剪力达到板件接触面间由螺栓拧紧力所提供的可能最大摩擦力作为极限状态,也即是保证连接在整个使用期间内外剪力不超过最大摩擦力。板件不会发生相对滑移变形(螺杆和孔壁之间始终保持原有的空隙量),被连接板件按弹性整体受力。在抗剪设计时,高强螺栓承压型连接中允许外剪力超过最大摩擦力,这时被连接板件之间发生相对滑移变形,直到螺栓杆与孔壁接触,此后连接就靠螺栓杆身剪切和孔壁承压以及板件接触面间的摩擦力共同传力,最后以杆身剪切或孔壁承压破坏作为连接受剪的极限状态。总之,摩擦型高强螺栓和承压型高强螺栓实际上是同一种螺栓,只不过是设计是否考虑滑移。摩擦型高
螺纹联接复习题
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螺纹联接 一、是非题 N 1、受预紧力和轴向工作载荷的螺栓,其总拉力为预紧力与工作拉力之和。 N 2、在螺栓工作拉力与残余预紧力不变的情况下,增加螺栓和被联接件的刚度,可以收到提高螺栓疲劳强度的效果。 N3、在螺栓工作拉力和剩余预紧力不变的情况下,增加螺栓的刚度和减少被联接件的刚度,都可以收到提高螺栓疲劳强度的效果。 N 4、联接受轴向载荷后,螺栓的总拉力等于预紧力与工作拉力之和。 N5、为提高联接螺栓的疲劳强度,可以加大螺栓直径。 N6、受横向载荷的普通螺栓所受的载荷是工作载荷加剩余预紧力。 N 7、在受轴向变载荷的螺栓联接中,为了提高螺栓的疲劳强度,可采用增大螺栓刚度的办法来实现。 N8、受横向变载荷的普通螺栓中,螺栓所受力为静载荷。 Y 9、对受轴向载荷的普通螺栓联接适当预紧可以提高螺栓的抗疲劳强度。 N10、铰制孔用螺栓适用于承受轴向载荷的联接。 Y 11、在λ相同的前提下,梯形螺纹较三角螺纹的传动效率高。 N 12、紧螺栓联接的螺栓强度公式中,1.3是安全系数。 Y 13、对于受轴向载荷的紧螺栓联接,当螺栓、被联接件刚度和预紧力都不变时,增大工作载荷,残余预紧力必然减小。 Y 14、振动冲击较大地方应采用机械防松。 N 15、细牙普通螺纹,牙细不耐磨,容易滑扣,所以自锁性能不如粗牙普通螺纹。 N16、受交变横向载荷作用的普通螺栓联接,在正常工作时螺栓杆所受到的拉力不变。 N 17、受横向载荷普通螺栓连接,是靠螺栓受剪切和挤压平衡外载荷。 N 18、粗牙螺纹的螺距和升角较大,所以容易自锁。 N 19、在承受轴向变载荷的紧螺栓连接中,采用空心杆螺栓的作用是减轻连接的重量。 Y 20、对于受扭矩作用的螺栓组连接,螺栓布置得越远离螺栓组中心越好。 二、选择题 1、采用凸台或沉头座作为螺栓头或螺母的支承面,是为了 A 。