结构型拉铆钉载荷分析

1、MATERIAL:Body : Slamless SleelMandrel： Stainless SteelH HEF拉钏钉承载力分析静力学部分FINISH:Body : PolishediMandrel!: PolishedDNwn.An,CodeF ni inGrip RangieH mniE mmHoleSizeShear NTensileNRemarkinchmm0B-AFIXO4O8BB-AFIX0411BB-AFIX04148911,413.6.118F9 广.197-276BLQg3.0-5.05.0 - 7.D6.61J3.31W01700 32002灿20002000BE1-

2、44t>6 匪"河1 BE61-O414BBAFIXQ5O91011-0-3-052004M0BE61-0609BB-ARIX0612BB-AJRDtO516i£.5 151.118V <W"J97-276B5-0 - 7.0S.D1.54.15M0 53004M0 4000BE61-O512&E61-O516OBB-AFIX0fit1B8-AHXM14IBB-AFIX0&1812.915.519.5,069.、138.13BaK)6fi.236.，335.L5-35 3.5-6.0 6,0 S.59.B1.S4.95SOO5&

3、0O55005000SOOO5000BE61-0611BE61-06MBE614161B表拉钏钉参数图拉钏钉钏接后受力分析图上表中红线区域为选用常用拉钏钉规格，拉伸极限强度为4000N ,依据力的相互作用原理，得出拉钏钉的预紧力：4000N ,即钉芯的拉断力为Fr=4000N最大载重Fw要小于两钢板间的最大静摩擦力 其中Ff （视两钢板间有相对滑动即为钏接失效）Ff=Fr x f其f为钢板间静摩擦系数 代入公式得最大静摩擦力 则最大载重Fw=200N , 以下是两颗钏钉，承载f=0.1 ,Ff=400N，取安全系数s=2, 即一颗钏钉夹着的两块钢板可载重 40kg工况下仿真结果：20kg。 K

4、虹E-lpvrlvral I.BEL1K|i FficI.iwhIliw FnrLifL 剥r-nVrn mIElilS IR-.E31114. M- Vu:142 RIZi蚊Ml"m ra tea ：*moi图40kg载荷下摩擦应力分布, XI：al|Rr Elpwlwal I.IEL1X|! hh'.T FmIwhi IHJliW II-.3Q白图40kg载荷下钏钉安全系数, iM£ ,听1. 3TCT s-mrE. LUII ffll.IIAN SYSvI2图40kg载荷下钢板应力分布图40kg载荷下单个钏钉应力分布以上简单计算仅仅是在静力学前提下，还需进步考

5、虑以下情况：,因此拉钏钉纵向的间距1、钢板的刚度影响，钢板的受力点较远，钢板会屈曲变形（失稳） 主要考虑是钢板的刚度；2、动力学的影响，如随机振动等；3、疲劳寿命仿真。拉钏钉承载力分析随机振动部分l"|Ul GeometryGeametryT6C1- "trr -Mr-1.1T Linear Budkling (ANSYS)2 Engneerlnfl Data/ 2咨 EnglnKrlng Data/ #3媒 GBometry j 3Gem段ry/q Modely 4淳 Model/ j5钗 Setup/ 工56礴 Solition/ 厂"6盟 SoLtion/

6、j7Results/ j7盘Res血5 j咽 Geometry j .5tahc Structural (AN5Y5)Linear Buckling (AN5Y5)屈曲分析是在静力学基础上计算得来的，静力学的结果作为屈曲分析的输入条件。假设管道符合手珊中的下列公式，其中P是临界载荷;P= K,1对于一端固支，一端自由的梁来说，参数K = 0.25,式中可得：饭金高度 L2与临界载荷P成反比F屈服=入X F施加载荷因子入仿真结果（仿真中 L=75mm ）：Mode Load Multiplier1. 61.0412. 84.9863. 160.294. 289.965. 298.421阶屈曲变形

7、载荷因子 入=61.041，则对应的临界载荷 P为2441kg依据饭金高度L2与临界载荷P成反比的关系，当临界载荷P=40kg （两颗钏钉的承载力）时，对应的饭金高度 L=585mm，即钏钉纵向间距不能超过此值，否则会失稳。（前提条件还有，饭金厚度为 2mm,材料为碳钢，饭金截面尺寸为200mm x 2mm）。以铁路运输试验条件，频率是5150Hz,随机振动给人的感觉如同乘座火车，对应的加速度谱密度选用0.05 (m/s2)2/Hz。从以下仿真得知以上述功率谱密度进行随机振动，对仿真对象 引起的相对位置和相对应力及其微乎其微。aI ntipwr*' wwJmliw( X )Fwtw L

8、I'm nXlUm CHriKi Sn'.-icWlJ-rai IC-.-U 4TS<i-iE> 44in+-|D5 1U44-ID 十新孙IQI uig4 I图 随机振动引起的钢板相对变形分布Eaadaa Taa-al 1_1«|；1甲EEiE WeitJFIjRHIcdn r»rtH- VUE 1 li1. 49M+-B> lu2. lIF-h-C II Mr-i图随机振动引起的钢板相对应力分布a riaaEinc'iifmlliw HirEli-»«J heir"Hi-n ( X hni )Icdi Ew gm 1PrMribU如 MMin Fall*.in £ht土* SnL*EliSS IB-.nA«TMr-|£> mn+Tn '3 1U44-ID S- F 和 f 土 MSlIQ I Ul.'d图随机振动引起的钏钉相对变形分布拉钏钉承载力分析疲劳寿命部分结构失效的一个常见原因是疲劳，高周疲劳在载荷的循环次数高（1e4-1e9）的情况下产生的。疲劳分析依然是在静力学求解的基础上，给定载荷循环次数1e6,循环载荷为对称正反载荷，以此仿真疲劳安全系数和寿命。图钢板疲劳寿命图钢板疲劳安全系数图钏钉疲劳安全系数 : «UhIm