《无垫圈螺栓节点的性能及设计（原著第4版）》

  编辑推荐

  《无垫圈螺栓节点的性能及设计(原著第四版)》介绍了无垫圈螺栓节点的设计、工作性能、失效、破坏和分析等诸多问题，其在上述事物中起着巨大的、甚至是无可代替的作用。读者会学到为什么正确的螺栓拉力——通常称为预拉力——对装配节点的安全和可靠性至关重要。书中介绍了形成预拉力的诸多方法，包括测量或监测预拉力的方法。读者可以学习如何根据书中介绍的指导原则、步骤和简单计算来设计节点，使其不轻易出现失效或者破坏。

  作者简介

  作者:(美)约翰·H· 比克福德

  目录

  第1章概述

  1.1两类螺栓节点

  1.2螺栓的任务

  1.2.1受拉节点

  1.2.2受剪节点

  1.3面临的问题

  1.3.1装配过程

  1.3.2工作特性

  1.3.2.1受拉节点

  1.3.2.2受剪节点

  1.4节点破坏模式

  1.5节点设计

  1.5.1概述

  1.5.2设计师的目标

  1.6内容编排

  习题

  第2章材料

  2.1影响紧固力的材料特性

  2.1.1紧固力的大小

  2.1.2紧固力的稳定性

  2.1.2.1温度膨胀或收缩

  2.1.2.2腐蚀

  2.1.2.3疲劳破坏

  2.1.2.4高温下的强度损失

  2.1.2.5高温下的紧固力损失

  1.2.6节点部件的弹性刚度

  2.1.2.7高温下的刚度变化

  2.1.2.8脆性断裂

  2.1.3其他材料特性

  2.2紧固件标准

  2.3选择合适的标准

  2.4螺栓材料

  2.5螺栓材料的拉伸强度

  2.5.1一般用途/汽车类

  2.5.2钢结构类

  2.5.3石油化工/电力类

  2.5.4米制系列

  2.5.5极端温度下的材料

  2.5.5.1ASTMF2281材料

  2.5.5.2传统的高温材料

  2.5.6抗腐蚀类

  2.5.7两个新的ASTM螺栓标准

  2.6米制紧固件

  2.7等代材料

  2.8螺栓材料强度的一些说明

  2.8.1概述

  2.8.2抗剪强度

  2.8.3承压屈服强度

  2.8.4硬度与强度

  2.9螺母材料的选择

  2.10温度对材料性能的影响

  2.10.1温度膨胀

  2.10.2各种各样的温度问题

  2.11需要考虑的其他材料因素

  2.11.1疲劳问题

  2.11.2腐蚀

  2.11.3其他方面的考虑

  2.12节点材料

  习题

  参考文献

  第3章应力和强度问题

  3.1强度类型

  3.1.1拉伸强度

  3.1.2螺纹破坏强度

  3.1.3剪切强度

  3.1.4脆性断裂强度

  3.1.5高温和低温时的强度

  3.1.6疲劳强度

  3.1.7应力腐蚀破坏强度

  3.2螺栓受拉

  3.2.1螺栓拉伸的弹性曲线

  3.2.2反复荷载下的弹性曲线

  3.2.3拉伸荷载下的应力分布

  3.2.4应力集中

  3.2.5拉伸应力的大小

  3.2.6螺母中的应力

  3.3螺栓的强度

  3.3.1安全负荷强度

  3.3.2有效横截面面积

  3.3.3其他有效截面公式

  3.3.4有效截面面积——米制螺纹

  3.3.5静力荷载下的螺栓强度

  3.4节点的强度

  3.4.1螺栓和节点之间的接触应力

  3.4.2节点部件内部和部件之间的应力

  3.4.3节点的静力破坏

  3.5螺栓上其他类型的荷载

  3.5.1组合荷载下的强度

  习题

  参考文献

  第4章螺纹和螺纹强度

  4.1螺纹形式

  4.1.1常见的螺纹形式

  4.1.2英制螺纹形式

  4.113米制螺纹形式

  4.2螺纹的系列

  4.3螺纹的公差、偏差和等级分类

  4.3.1英制螺纹系列

  4.3.1.1公差

  4.3.1.2偏差

  4.3.1.3级别

  4.3.2米制螺纹系列

  4.3.2.1偏差位置(公差)

  4.3.2.2偏差级别(偏差)

  4.3.2.3偏差等级(等级)

  4.3.3英制和米制螺纹的分类、比较

  4.3.4涂层容许公差

  4.3.5非正常咬合长度的偏差

  4.4检验水准

  4.5螺纹术语

  4.5.1英制系列

  4.5.2米制系列

  4.6粗制、精制及常螺距螺纹

  4.6.1粗制螺距螺纹

  4.6.2精制螺距螺纹

  4.6.3常螺距螺纹

  4.6.4影响选择的多种因素

  4.7螺纹强度

  4.7.1基本考虑

  4.7.2螺纹强度公式

  4.7.3Lc=D时的螺纹强度计算

  4.7.4基本方法——一个算例

  4.7.5Le≠D时的螺纹强度计算

  4.7.6其他有效面积公式

  4.8荷载作用下螺纹形式的变化

  4.9改变螺纹静力强度的因素

  4.9.1常见因素

  4.9.2螺母和螺栓

  4.9.3有效截面和抗剪截面面积表

  4.10影响强度的其他因素

  4.10.1螺距直径

  4.10.2其他螺纹参数

  习题

  参考文献

  第5章刚度和应变研究

  5.1螺栓变形

  5.1.1基本内容

  5.1.2螺栓的长度变化

  5.1.2.1有效长度

  5.1.2.2螺栓的横截面面积

  5.1.3计算螺栓的长度变化

  5.2螺栓刚度计算

  5.2.1基本内容

  5.2.2算例

  5.2.3变形和刚度的实际值与计算值

  5.2.1螺杆—螺母—垫圈体系的刚度

  5.2.5螺杆刚度的另一种表达式

  5.2.6螺杆中储存的应变能

  5.3节点

  5.3.1基本内容

  5.3.2计算节点刚度

  5.3.2.1中心节点的刚度

  5.3.2.2偏心节点的刚度

  5.3.3实际节点刚度

  5.3.3.1快速估算无垫圈钢节点刚度的方法

  5.4带垫圈的节点

  5.5计算节点刚度的另一种方法

  5.6节点刚度比和荷载系数

  5.7刚度——部分设计目标

  5.7.1节点部件储存的能量

  5.7.2刚度和所储存能量之间的关系

  5.7.3刚度比

  习题

  参考文献

  第6章装配简介

  第7章预拉力的扭矩控制

  第8章扭矩和转交控制

  第9章控制预拉力的其他方式

  第10章节点在拉伸荷载下的理论工作特性

  第11章受拉节点的工作特性：深入研究

  第12章受剪节点的工作性能

  第13章节点破介绍

  第14章螺栓的自我松动

  第15章疲劳破坏

  第16章腐蚀

  第17章已有节点预拉力的选择

  第18章受拉节点设计

  第19章受剪节点设计

  文摘

  7.7.5向着更高的速度

  显然，上面所说的这些工具都不够快速。对于高速的产品生产线，必须有其他的工具。最为常见的“工具”就是电动或气动扭矩扳手或螺母转角工具。通常所说的电动工具是今天产品工程师的首选。大多数情况下，它们要比气动工具更加安静、整洁和易于控制。它们几乎都是由无电刷的DC发动机提供动力。比起气动工具，它们运行经济但趋向更加昂贵和小巧。它们更多地应用于下述情况：采用扭矩和转角传感器对装配操作进行监测或控制。需要注意：在大批量生产项目中，不要使DC电动工具超过标定承载力的85%，因为它们可能因为过热而烧毁。

  7.7.5.1 气动扳手(Impact Wrenches)

  气动扳手内的小锤重复敲击输出砧板，使得一个小巧、轻便和便宜的工具可以产生相当高的输出扭矩，有时是上万lb—ft的扭矩，至少在刚性节点上是这样。气动扳手在噪音和不够精准方面是众所周知的。这类工具在一个节点上产生的扭矩大小很大程度上取决于所在节点的刚度。改变扳手和套筒之间驱动钻头的长度可以明显改变输出，短的钻头要比长的刚性更大。

  气动扳手一个很好的优点是：它对操作工人的反作用扭矩很小，因为它产生的冲击持续时间较短。同时相比于其他空气动力或电动工具，气动扳手基本不需要维护。因为它们的作用是间断的，所以气动扳手不能对电子控制系统提供数据输出。