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對于承受橫向工作載荷的摩擦型高強度螺栓連接來說，評估接觸面之間是否存在滑移風(fēng)險是最重要,，也是最關(guān)鍵的,。接觸面之間的滑移將破壞接觸面的表面特性，在交變橫向載荷作用下容易產(chǎn)生微動磨損,，加劇螺栓預(yù)緊力的損失,，最終導(dǎo)致螺栓的松動。所謂摩擦型螺栓連接,，是依靠螺栓的緊固,，在被連接件間產(chǎn)生摩擦阻力以傳遞橫向工作載荷，即螺栓接頭承受的橫向工作載荷全部由接觸面之間的靜摩擦阻力承擔(dān),，被連接件之間不發(fā)生相對運動,，螺栓本身也不承受橫向載荷，這里的摩擦阻力為等效的摩擦阻力,，又稱為滑移阻力,。本文將討論螺栓連接安全評估指標(biāo)——接觸面抗滑移安全系數(shù)。接觸面抗滑移安全系數(shù)作為摩擦型螺栓連接安全評估的重要指標(biāo),，旨在評估螺栓連接是否具有足夠的夾緊力,，接觸面之間的滑移阻力是否能夠阻擋外部的橫向工作載荷，被連接件之間是否存在相對滑動的風(fēng)險,。接觸面抗滑移安全系數(shù)的定義及評估準(zhǔn)則如下： 
這里,，SG 為接觸面抗滑移安全系數(shù)，fKRmin 為接觸面最小滑移阻力,，FKQerf 為螺栓接頭的橫向等效載荷,，SGlim為接觸面抗滑移安全系數(shù)限值。對于穩(wěn)態(tài)的等效橫向載荷,，接觸面抗滑移安全系數(shù)限值通常取SGlim = 1.2,；對于交變的等效橫向載荷，安全系數(shù)限值取SGlim = 1.8,。引起被連接件接觸面之間相對滑動的工作載荷有橫向工作載荷（剪力）和螺栓軸向的工作轉(zhuǎn)矩（扭矩）,，考慮兩種載荷的聯(lián)合作用，并將其歸結(jié)到一個接觸面上,，得到單一接觸面上受到的等效橫向載荷：
式中,，FKQref為單一接觸面的橫向等效載荷；FQmax和MYmax分別為最大橫向工作剪力和最大工作扭矩,，計算時剪力和扭矩均取正值,；ra為等效摩擦半徑；nF和nM分別為水平滑移面數(shù)量和扭轉(zhuǎn)滑移面數(shù)量,，如圖2-1所示,。
對于摩擦型的高強預(yù)緊螺栓連接，由于螺栓預(yù)緊力的存在,，被連接件緊緊地貼合在一起,。被連接件之間若要產(chǎn)生相對滑移，需克服接觸面之間的滑移阻力,。被連接件在螺栓預(yù)緊力的作用下局部會發(fā)生凹陷變形,，接觸面之間的相對滑移不僅要克服靜態(tài)的摩擦力還需要克服局部變形帶來的阻力,，因此采用滑移阻力的說法比摩擦阻力更符合工程實際。
式中,，fKRmin為接觸面的最小滑移阻力,，ks為螺栓孔型系數(shù)，μTC為接觸面之間的抗滑移系數(shù)特征值,，FKRmin為被連接件之間的最小夾緊力,。考慮螺栓孔類型對滑移阻力的影響，引入螺栓孔型系數(shù) ks,，其推薦值見表3-1,。從表中可以看出，螺栓孔在剪力方向上的尺寸越大,，抵抗接觸面滑移的能力越弱,。
被連接件之間的最小夾緊力與螺栓預(yù)緊力、預(yù)緊力損失,、軸向工作載荷及溫度變化等因素有關(guān),，其數(shù)學(xué)表達(dá)式為： 
式中，FKRmin為接觸面的最小夾緊力,，FMmin為最小螺栓預(yù)緊力,，Floss為螺栓預(yù)緊力損失，Φen*為拉壓載荷分配系數(shù),，FAmax為最大軸向工作載荷,，ΔFVth為溫度變化引起的夾緊力降低，這里只取正值,。
式中,，MAmin為預(yù)緊時施加的最小螺栓預(yù)緊力矩，有：
這里,，MA0為預(yù)緊力矩額定值,，ΔMA為預(yù)緊工具的精度。
式中，P為螺距,，d2為螺栓中經(jīng),，Dkm為承壓面等效摩擦直徑，μGmax和μKmax分別為螺紋副和螺栓頭/螺母承壓面與被連接件/墊圈表面的最大動摩擦系數(shù),。
若螺栓與被連接件的熱膨脹系數(shù)不同，當(dāng)溫度發(fā)生變化時,，接觸面的夾緊力也會發(fā)生變化,，ΔFVth可表示為：
式中αS和αP分別為螺栓和被連接件的熱膨脹系數(shù)；ΔT為工作溫度與裝配溫度的差值,；lK為夾緊長度,。對于摩擦型預(yù)緊螺栓連接，在螺栓預(yù)緊力的作用下,，被連接件局部受壓縮產(chǎn)生了局部變形,。兩相鄰的連接件若發(fā)生相對滑移，除需要克服接觸面之間的靜摩擦阻力外,，還需要克服局部變形帶來的阻力,，將總阻力與接觸面夾緊力的比值定義為抗滑移系數(shù)，通常取其特征值,，用μTC來表示,，可寫成：
這里，μTF 為未變形體接觸面之間的靜摩擦系數(shù),，μTD為形變等因素引起的阻力系數(shù),。值得注意的是，對于預(yù)緊的高強度螺栓連接,，尤其是預(yù)緊力較大,，被夾緊件剛度較小，局部形變明顯的情況,，形變等引起的阻力系數(shù)較大,，不應(yīng)忽略。獲取抗滑移系數(shù)最有效的方法是試驗法,，因為抗滑移系數(shù)不僅與接觸面的粗糙度,、表面處理工藝及涂敷有關(guān)，還與材質(zhì),、表面硬度,、夾緊力及夾緊厚度有關(guān)。試驗方法參見DIN EN 1090-2,，本文僅作簡要敘述,。按圖3-1制作標(biāo)準(zhǔn)試樣,，材質(zhì)、表面粗糙度,、表面處理工藝及表面涂敷與實際工程結(jié)構(gòu)一致,，采用相同的螺栓緊固件，螺紋孔采用大圓孔或長圓孔,，施加相同的預(yù)緊力矩,。制作5個標(biāo)準(zhǔn)試樣，每個試樣可以獲取2組數(shù)據(jù),，共計可獲得10組試驗數(shù)據(jù),。
圖3-1 抗滑移系數(shù)測試標(biāo)準(zhǔn)試樣（M20）針對每組數(shù)據(jù)，抗滑移系數(shù)表示為：
式中,，fKR,i為第i組數(shù)據(jù)的滑移力,，定義為滑移位移為0.15mm時對應(yīng)的橫向力；FKR,i為第i組數(shù)據(jù)的夾緊力,，即螺栓預(yù)緊力,；i =1, 2 ,…, 10。取存活率95%,，置信度75%,，抗滑移系數(shù)的特征值表示為：
若力求準(zhǔn)確或更好的解決實際工程問題,，建議通過試驗來獲取真實參數(shù),。對于一般設(shè)計師而言，通過查表來得到抗滑移系數(shù)是便捷的方法,。本文給出了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中提供的推薦值：
2）EN 1090-2:2008,，EN 1090-3:2008，EN 1993-1-8:2005
經(jīng)噴砂處理達(dá)到粗糙度Ra =12.5,，在無表面保護處理的條件下,，抗滑移系數(shù)設(shè)計值可參考下表。
在這些標(biāo)準(zhǔn)中,，BSK99,、EN1993和EN1090-2是針對鋼制結(jié)構(gòu)的，EN 1999和EN1090-3是針對鋁合金結(jié)構(gòu)的,。所提供的抗滑移系數(shù)均未考慮材質(zhì),、表面硬度、螺栓預(yù)緊力等因素的影響,。針對特殊情況或非常重要的螺栓接頭,，建議對抗滑移系數(shù)進(jìn)行試驗測試。若既無標(biāo)準(zhǔn)可查，又不具備試驗條件,，或局部形變非常小,，基于保守設(shè)計考慮，也可以不計形變等引起的阻力系數(shù),，僅考慮靜態(tài)摩擦系數(shù),。此時退化為VDI 2230的計算方法，靜態(tài)摩擦系數(shù)可在該標(biāo)準(zhǔn)中查到,。
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