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一、在結構設計中,調節螺栓連接設計的基本步驟如下:
1.確定調節螺栓連接部件的風險等級
首先,根據調節螺栓連接部件所在的部位,載荷的大小以及是否影響行車安全來定義風險等級。DIN25201中風險等級分為高、中、低。其中被定義為高風險等級的調節螺栓連接,即:調節螺栓連接發生故障失效時,產生直接或間接的身體和生命危險和/或運行危險。必須在圖紙中加以說明,以確保在調節螺栓擰緊過程中,預緊扭矩及其公差以及擰緊后的檢查都得到嚴格地控制。
2.根據載荷初選調節螺栓尺寸
列車的靜強度和疲勞強度的載荷定義根據EN12663。通過有限元FEM可以計算出調節螺栓連接部位的載荷。然后,根據DIN25201-2附錄A.2~A.4,預選螺栓連接的尺寸?;蛘卟捎妙惐确ǎ鶕郧暗某墒燔囆停瑓⒄掌湎嗤课换蜉d荷相近部位的設計預先確定調節螺栓尺寸,在調節螺栓連接結構設計完成后,按照VDI2230第1部分,通過計算驗證調節螺栓連接設計是否滿足強度要求。
3.計算并校驗調節螺栓設計的強度
對于調節螺栓連接的功能而言,DIN25201要求必須存在一定的預緊力Fm。預緊力可以提高調節螺栓連接的可靠性、防松能力和調節螺栓的疲勞強度,增強連接的緊密性和剛性。BST生產實施調節螺栓連接時采用的是扭矩法,即采用定扭矩扳手控制裝配時調節螺栓的扭矩,因此要求調節螺栓伸長必須在彈性極限范圍內。
預緊力的計算則根據VDI2230第1部分,即:“高強度調節螺栓連接的系統計算-圓柱形旋入式連接”,來驗證調節螺栓連接的預緊力是否滿足靜強度要求。
4.調節螺栓連接結構組成
為確保調節螺栓桿有足夠的彈性延伸值,DIN25201-2規定調節螺栓連接部件中調節螺栓緊固長度與調節螺栓直徑比值(如下圖所示)要求如下:
其中:Lk緊固長度(單位:mm);
d螺栓直徑(單位:mm)
計算時以調節螺栓的屈服強度為預緊力的最大值,并將調節螺栓預緊力的利用系數選擇為90%。
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