(2023)螺栓组联接实验报告2(一)

螺栓组联接中螺栓的受力和相对刚性系数一、实验目的1.了解在受倾覆力矩时螺栓组联接中各螺栓的受力情况；2.了解螺栓相对刚度系数即被联接件间垫片材料对螺栓受力的影响；3.了解单个螺栓预紧力的大小对螺栓组中其它各螺栓受力的影响;3.根据实验结果计算出螺栓相对刚性系数，填入实验报告。

4.了解和部分掌握电阻应变片技术、计算机技术在力测量中的应用。

从而验证螺栓组联接受力分析理论和现代测量技术在机械设计中的应用。

二.实验要求：1.实验前预习实验指导书和教科书中有关本实验的相关内容；2.实验中按指导教师要求和实验指导书中实验步骤进行实验，注意观察实验中各螺栓载荷变化情况，并能用螺栓组联接受力分析理论解释其现象；3.根据实验结果计算出螺栓相对刚性系数，填入实验报告。

4.按指导教师要求完成指定思考题。

三、实验设备：1. 螺栓组实验台一台2. 计算机一台3. 10通道A/D转换板（包括放大器）一块4. 调零接线盒一个5. 25线联接电缆一条四、实验原理1. 机械部分：当将砝码加上后通过杠杆增力系统可作用在被联接件上一个力P，该力对被联接件上的作用效果可产生一个力矩，为平衡该力矩，已加上预紧力的螺栓组中各螺栓受力状况会发生变化，且受力情况会因垫片材料不同而不同；螺栓所处位置不同而不同。

测出各螺栓受力变化(如图11-2)，即可检验螺栓组受力理论。

螺栓实验台(如图一)本体由①机座、②螺栓（10个）、③被联接件、④1 75的杠杆增力系统、⑤砝码（2—2kg，1—1kg）、⑥垫片六部分组成。

各螺栓的工作拉力F i可根据支架静力平衡条件和变形协调条件求出。

设在M（PL）作用下接触面仍保持为平面，且被联接件④在M作用下有绕O－O线翻转的趋势(如图11-3)。

为平衡该翻转力矩M，各螺栓将承受工作拉力F i；此时，O－O 线上侧的螺栓进一步受拉，螺栓拉力加大；O－O 线下侧的螺栓则被放松，螺栓拉力减小。

由静力平衡条件可知：M PL F L F L F L F L i i ==+++++11221010 （1）式中：F i — 第i 个螺栓所受工作拉力；L i — 第i 个螺栓轴线至O －O 线的距离 ； 根据螺栓变形的协调条件，各螺栓拉伸变形量（工作拉力）与该螺栓距O －O 线的距离成正比，即F L F L F L FL i i 11221010===== （2）由（1）、（2）两式可推出任一螺栓的工作拉力F iF PLL L L L i i=+++1222102（3）根据受轴向载荷紧螺栓联接的受力理论，各螺栓受载荷后的总拉力不仅与预紧力Q pi 、工作拉力F i 有关，而且与螺栓的刚度C b 和被联接件的刚度C m 有关。

实验二螺栓组联接实验指导书一、实验目的1．测试螺栓组联接在翻转力矩作用下各螺栓所受的载荷；2．深化课程学习中对螺栓组联接受力分析的认识；3．初步掌握电阻应变仪的工作原理和使用方法。

二、实验设备及工具1．CQL-B多功能螺栓组联接综合实验台；2．CQYJ-12静态电阻应变仪一台；3.其它仪器工具：螺丝刀、扳手。

三、实验台结构及工作原理图1 多功能螺栓组联接实验台结构1．机座 2．测试螺栓 3．测试梁 4．托架 5．测试齿块 6．杠杆系统 7．砝码 8．齿板接线柱 9．螺栓1—5接线柱 10．螺栓6—10接线柱 11.垫片多功能螺栓组联接实验台结构如图l所示，被联接件机座1和托架4被双排共10个螺栓2联接，联接面间加入垫片11(硬橡胶板)，砝码7的重力通过双级杠杆加载系统6(1：75)增力作用到托架4上，托架受到翻转力矩的作用，螺栓组联接受横向载荷和倾覆力矩联合作用，各个螺栓所受轴向力不同，它们的轴向变形也就不同。

在各个螺栓上贴有电阻应变片，可在螺栓中段测试部位的任一侧贴一片，或在对称的两侧各贴一片，如图2所示。

各个螺栓的受力可通过贴在其上的电阻应变片的变形，用电阻应变仪测得。

实验台主要技术参数：1.联接螺栓中段直径Φ6.5mm，两端螺纹M10，螺栓材料40Gr，其弹性模量E=206GPa；2.加载杠杆比：1:75；3.托架悬臂长L=214mm；4.砝码：共3块（两块1Kg，一块0.5Kg）静态电阻应变仪的工作原理如图3所示，主要由：测量桥、桥压、滤波器、 A ／D 转换器、MCU 、键盘、显示屏组成。

测量方法：由DC2．5V 高精度稳定桥压供电，通过高精度放大器，把测量桥桥臂压差(µV 信号)放大，后经过数字滤波器，滤去杂波信号，通过24位A ／D 模数转换送入MCU(即CPU)处理，调零点方式采用计算机内部自动调零。

送显示屏显示测量数据，同时配有RS232通讯口，可以与计算机通讯。

εKEU BD4=∇ 式中： BD U ∇ ——工作片平衡电压差； E ——电阻应变系数； ε——应变值。

实验二螺栓组联接性能测试实验报告实验名称日期班级姓名学号成绩一、实验目的1．掌握螺栓与被联接件的受力-变形规律，并绘制相关曲线；2．作出螺栓组载荷分布图及应力变化规律分布曲线；3．了解应变测试原理。

二、实验条件1、实验台型号多功能螺栓组联结综合实验台2、测试仪器型号及规格（1）静态应变仪CQYJ-12（2）应变片：R=120欧。

灵敏系数2.2（3）加载负荷： N三、实验内容1．螺栓受力分析及计算；2．螺栓应变计算；3．残余预紧力计算；4．利用实测数据描绘螺栓受力—变形图；5．螺栓组受倾覆力矩时应力变化。

四、实验步骤1．松开联接螺栓，在控制面板上调节ε1-ε调节电位器，使电桥平衡（输出基本为零，或保持5根螺栓的初始值接近）。

2．用扳手给每根螺栓预紧，预紧应变值为120με-200με左右，可在控制面板上读取。

3．按列表中的负载值逐次加载，并记录1—5号螺栓的应变值。

4．计算相关参数并绘制图线。

5．若使用计算机处理，则打开相应界面，每一次加载后，点击界面上的“测试”键后，记录数据。

6．根据实验数据写实验报告。

五、螺栓组静态特性实验数据螺栓号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10预调零应变（με）0 0 0 0 0 0 0 0 0 0预紧应变（με）300298302298300298298301299298第一次测试（με）449378300223152447381302224150第二次测试（με）447376303224151452380295226152第三次测试（με）454375295221151445381294225152平均值（με）450376299223151448381297225151负荷应变（με）15078-3-75-14915083-4-74-147应力/1000 92700775256166345869311759228878417611824635031175预紧拉力F1（N）2050203620632036205020362036205720432036实验拉力F2（N）3075257120451521103430612601202915371034负荷拉力△F（N）1025535-18-515-10161025565-27-506-1002六、螺栓组联结受力图螺栓号1、2、3、4、5 6、7、8、9、10实验曲线理论曲线七、思考题1、螺栓组连接理论计算与实测的工作载荷间存在误差的原因有哪些？原因是因为实验中用的螺栓它是工业产品，它只能保证测试过程当中一个范围范围内不会受到破坏，所测量得到的数据就是一系列离散的数据。

实验二螺栓组联接实验指导书一、实验目的1．测试螺栓组联接在翻转力矩作用下各螺栓所受的载荷；2．深化课程学习中对螺栓组联接受力分析的认识；3．初步掌握电阻应变仪的工作原理和使用方法。

二、实验设备及工具1．CQL-B多功能螺栓组联接综合实验台；2．CQYJ-12静态电阻应变仪一台；3.其它仪器工具：螺丝刀、扳手。

三、实验台结构及工作原理图1 多功能螺栓组联接实验台结构1．机座 2．测试螺栓 3．测试梁 4．托架 5．测试齿块 6．杠杆系统 7．砝码 8．齿板接线柱 9．螺栓1—5接线柱 10．螺栓6—10接线柱 11.垫片多功能螺栓组联接实验台结构如图l所示，被联接件机座1和托架4被双排共10个螺栓2联接，联接面间加入垫片11(硬橡胶板)，砝码7的重力通过双级杠杆加载系统6(1：75)增力作用到托架4上，托架受到翻转力矩的作用，螺栓组联接受横向载荷和倾覆力矩联合作用，各个螺栓所受轴向力不同，它们的轴向变形也就不同。

在各个螺栓上贴有电阻应变片，可在螺栓中段测试部位的任一侧贴一片，或在对称的两侧各贴一片，如图2所示。

各个螺栓的受力可通过贴在其上的电阻应变片的变形，用电阻应变仪测得。

实验台主要技术参数：1.联接螺栓中段直径Φ6.5mm，两端螺纹M10，螺栓材料40Gr，其弹性模量E=206GPa；2.加载杠杆比：1:75；3.托架悬臂长L=214mm；4.砝码：共3块（两块1Kg，一块0.5Kg）静态电阻应变仪的工作原理如图3所示，主要由：测量桥、桥压、滤波器、 A ／D 转换器、MCU 、键盘、显示屏组成。

测量方法：由DC2．5V 高精度稳定桥压供电，通过高精度放大器，把测量桥桥臂压差(µV 信号)放大，后经过数字滤波器，滤去杂波信号，通过24位A ／D 模数转换送入MCU(即CPU)处理，调零点方式采用计算机内部自动调零。

送显示屏显示测量数据，同时配有RS232通讯口，可以与计算机通讯。

εKEU BD4=∇ 式中： BDU∇ ——工作片平衡电压差；E ——电阻应变系数； ε——应变值。

螺栓联接实验指导书机电学院机械基础实验室2011．9螺栓联接实验指导书一．实验目的1．掌握测试受轴向工作载荷的紧螺栓联接的受力和变形曲线（即变形协调图）。

2．掌握求联接件（螺栓）刚度C 1、被联接件刚度C 2、相对刚度C 1/C 1+C 2。

3．了解试验预紧力和相对刚度对应力幅的影响，以考察对螺栓疲劳的影响。

二．实验设备图4—1为LB-87型螺栓联接实验机结构组成示意图，手轮1相当于螺母，与螺栓杆2相连。

套筒3相当于被联接件，拧紧手轮1就可将联接副预紧，并且联接件受拉力作用，被联接件受压力作用。

在螺栓杆和套筒上均贴有电阻应变片，用电阻应变仪测量它们的应变来求受力和变形量。

测力环4是用来间接的指示轴向工作载荷的。

拧紧加载手轮（螺母）6使拉杆5产生轴向拉力，经过测力环4将轴向力作用到螺杆上。

测力环上的百分表读数正比于轴向载荷的大小。

１．LB-87型螺栓联接实验机的主要实验参数如下:1)．螺栓材料为45号钢，弹性模量E 1=2.06×105N/mm 2，螺栓杆直径d=10mm ，有效变形计算长度L 1=130mm 。

2）．套筒材料为45号钢，弹性模量E 2=2.06×105N/mm 2，两件套筒外径分别为D=31和32，内径为D 1=27.5mm ，有效变形计算长度L 2=130mm.。

2．仪器1）YJ-26型数字电阻应变仪。

2）YJ-18型数字电阻应变仪。

3）PR10-18型预调平衡箱。

三．实验原理1．力与变形协调关系在螺栓联接中，当联接副受轴向载荷后，螺栓受拉力，产生拉伸变形；被联接件受压力，产生压缩变形，根据螺栓（联接件）和被联接件预紧力相等，可把二者的力和变形图线画在一个坐标系中，如4－3所示。

当联接副受工作载荷后，螺栓因受轴向工作载荷F作用，其拉力由预紧力Ｑp 增加到总拉力Q，被联接件的压紧力Qp减少到剩余预紧力Q’p ，这时，螺栓伸长变形的增量Δλ1，等于被联接件压缩变形的恢复Δλ2，即Δλ1=Δλ2=λ，也就是说变形的关系是协调的。

机械设计实验报告郑州大学机械工程学院机械设计实验报告（一）一、实验目的二、实验设备的构造简图及各部分的作用三、实验记录及计算数据表系统刚度为δ∆=FC 试验证 21C C C += )(2121δδδ∆+∆=∆， 11δF C '=， 22δF C '=四、绘制受力——变形曲线力——变形曲线用坐标纸绘制，建议纵坐标（力）比例：40N/mm ，横坐标（变形）比例：0.0004mm/mm 。

五、实验误差1.螺栓总拉力误差0016116110010)(10⨯⋅⨯⨯+''-⋅⨯⨯--A E F F A E μεμε2.预紧力误差00161262161100101010⨯⋅⨯⨯⋅⨯⨯-⋅⨯⨯---A E A E A E μεμεμε3.协调变形误差00121100⨯∆∆-∆μεμεμε机械设计实验报告（二）一、原始数据及实验记录传动带型号规格 初拉力=0F1201=D mm 1202=D mm表中1M ——主动电机上的转矩 2M ——被动电机上的转矩η——效率 ε——滑动率 F ——皮带传动的圆周力二、效率和滑动率曲线允许传递的有效圆周力〔ec F 〕= N允许传递功率 10000VF P ec ⋅= KW机械设计实验报告（三）一、实验目的二、试验机结构简图及工作原理三、实验结果1．叙述滑动轴承产生液体摩擦现象2．测试数据及处理结果a.数据表表2n 曲线b.摩擦系数与特性系数pc.油膜压力分布曲线d.承载能力曲线四、实验结果分析。

螺栓组联接中螺栓的受力和相对刚性系数．螺栓组联接中螺栓的受力和相对刚性系数一、实验目的1.了解在受倾覆力矩时螺栓组联接中各螺栓的受力情况；2.了解螺栓相对刚度系数即被联接件间垫片材料对螺栓受力的影响；3.了解单个螺栓预紧力的大小对螺栓组中其它各螺栓受力的影响;3.根据实验结果计算出螺栓相对刚性系数，填入实验报告。

4.了解和部分掌握电阻应变片技术、计算机技术在力测量中的应用。

从而验证螺栓组联接受力分析理论和现代测量技术在机械设计中的应用。

二.实验要求：1.实验前预习实验指导书和教科书中有关本实验的相关内容；2.实验中按指导教师要求和实验指导书中实验步骤进行实验，注意观察实验中各螺栓载荷并能用螺栓组联接受力分析理论解释变化情况，其现象；3.根据实验结果计算出螺栓相对刚性系数，填入实验报告。

4.按指导教师要求完成指定思考题。

三、实验设备：1. 台验实组栓螺一台机算计2.一台通道A/D转换板（包括放大器）10 3.一块 4. 盒线接零调一个 5. 缆电接联线25一条四、实验原理1. 机械部分：当将砝码加上后通过杠杆增力系统可作用在该力对被联接件上的作用P 被联接件上一个力，已加上预为平衡该力矩，效果可产生一个力矩，紧力的螺栓组中各螺栓受力状况会发生变化，且受力情况会因垫片材料不同而不同；螺栓所处位置不同而不同。

测出各螺栓受力变化(如图11-2)，即可检验螺栓组受力理论。

螺栓实验台(如图一)本体由①机座、②螺栓（10个）、③被联接件、④1 75的杠杆增力系统、⑤砝码（2—2kg，1—1kg）、⑥垫片六部分组成。

各螺栓的工作拉力可根据支架静力平衡条F i 件和变形协调条件求出。

设在M（PL）作用下接触面仍保持为平面，且被联接件④在M作用下有绕O－O线翻转的趋势(如图11-3)。

为平衡该翻转力矩M，各螺栓将承受工作拉力；此时，F i O－O 线上侧的螺栓进一步受拉，螺栓拉力加大；O－O 线下侧的螺栓则被放松，螺栓拉力减小。

螺栓联接静、动态特性综合实验报告专业班级 ___________ 姓名 ___________ 成绩 ___________一、实验条件：1、试验台型号及主要技术参数螺栓联接实验台型号：主要技术参数：①、螺栓材料为40Cr、弹性模量E=206000 N/mm2，螺栓杆外直径D1=16mm，螺栓杆内直径D2=8mm，变形计算长度L=160mm。

②、八角环材料为40Cr，弹性模量E=206000 N/mm2。

L=105mm。

③、挺杆材料为40Cr、弹性模量E=206000 N/mm2，挺杆直径D=14mm，变形计算长度L=88mm。

2、测试仪器的型号及规格①、应变仪型号：CQYDJ－4 ②、电阻应变片：R=120Ω，灵敏系数K=2.2二、实验数据及计算结果1、螺栓联接实验台试验项目：空心螺杆(1) 螺栓组静态特性实验实测值理论值螺栓拉力螺栓扭矩八角环挺杆螺栓拉力螺栓扭矩八角环挺杆预紧形变值(μm) 40 135 40 135预紧应变值(με) 211 94 277 -2 250预紧力(N) 6554.5 112.5 6586.2 -31.7 7766 285.2 7766 0预紧刚度(N/mm) 163863 48552 194150.4 57526.1预紧标定值(με/N) 0.0321916 0.1287577 0.0420576 0.0630915 0.0272984 0.3260869 0.035797 0加载形变值(μm) 44 125 44 125加载应变值(με) 231 100 253 50 275加载力(N) 7175.8 117.3 6383 792.8 8542.6 303.4 7190.7 1351.9加载刚度(N/mm) 163862.5 48551.9 194150 57525.9加载标定值(με/N) 0.0321915 0.1287787 0.0396365 0.0630676 0.027275 0.3263019 0.0351843 0.0369849（2）螺栓联接静、动特性应力分布曲线图 (空心螺杆)2、螺栓联接实验台试验项目：空心螺杆加锥塞(1)螺栓组静态特性实验实测值理论值螺栓拉力螺栓扭矩八角环挺杆螺栓拉力螺栓扭矩八角环挺杆预紧形变值(μm) 40 30 40 30预紧应变值(με) 198 93 52 0 250预紧力(N) 6150.7 115.4 6150.7 0 7766 282.1 7766 0预紧刚度(N/mm) 153767.1 205022.8 194150.4 258867.2预紧标定值(με/N) 0.0321915 0.1287766 0.0084543 0.0256245 0.3261254 0.0066958 0加载形变值(μm) 41 25 41 25加载应变值(με) 206 93 41 56 256.25加载力(N) 6399.2 112.3 5511.3 887.9 7960.2 282.1 6471.7 1488.4加载刚度(N/mm) 153767.5 205023.3 194150 258866.7加载标定值(με/N) 0.0321915 0.1287908 0.0074393 0.0630702 0.0258787 0.3332151 0.0064897 0.0376242(2)螺栓联接静、动特性应力分布曲线图 (空心螺杆加锥塞)三、实验结果分析与体会。

实验二 LZS螺栓联接综合实验静动态实验一、实验目的：（一）了解螺栓联接在拧紧过程中各部分的受力情况。

（二）计算螺栓相对刚度，并绘制螺栓联接的受力变形图。

（三）验证受轴向工作载荷时预紧螺栓联接的变形规律。

（四）通过螺栓的动载实验，改变螺栓联接相对刚度，观察螺栓动应力幅值的变化，以验证提高螺栓联接强度的各项措施。

二、实验设备及仪器：LZS螺栓联接综合实验台6台，CQYDJ-4静动态测量仪6台，计算机及专用软件等实验设备及仪器6台图1（一）螺栓链接实验台的结构域工作原理（如图2）1.螺栓部分包括M16空心螺栓、大螺母、组合垫片和M8小螺杆组成。

空心螺栓贴有测拉力和扭转的两组应变片。

组合垫片设计成刚性和弹性两用的结构，用以改变被连接件系统的刚度。

2.被连接件组成有：上板、下板和八角环、锥塞。

八角环上贴有一组应变片，测量被连接件受力大小。

3.加载部分由蜗杆、涡轮、挺杆和弹簧组成，挺杆上上贴有应变片，用以测量所加工作载荷的大小，启动电机或转动手轮使挺杆上升或下降改变载荷大小。

（二）CQYDJ-4静动态测量仪的面板按键功能说明：1.校时键：按键后对本仪器时间进行校正。

2.K值键：按该键后进入应变片灵敏系数修改状态。

修改后保存下次生效。

3.设置键：暂无操作功能。

4.保存键：暂无操作功能。

5.背光键：按该键后背光熄灭，再按背光亮。

6.静测键：按该键进入静态电阻应变测量状态。

7.动测键：按该键进入静态电阻应变测量状态。

8.校零键: 按该键进入通道自动校零。

9.C E 键：按该键清除错误输入或退出该功能操作。

10.联机键：静态应变数据采集分析系统(计算机)联机、退出手动测量操作。

11.确定键：按该键确定该功能操作。

12.▲▼键：上下项目选择移动13.0- 9键：为数字键后面板说明：根据顺序链接四个通道，准备好实验采集仪。

三、实验方法及步骤（一）螺栓联接静态实验方法及步骤1.打开测量仪电源开关，启动计算机，进入软件画面，单击“静态螺栓实验”，进入静态螺栓实验主界面。

螺栓组联接实验报告一、实验目的。

本实验旨在通过对螺栓组联接的实验研究，探讨螺栓在不同条件下的受力性能，为工程实践提供可靠的数据支持。

二、实验原理。

螺栓组联接是一种常见的机械连接方式，其受力性能直接影响着机械设备的安全稳定运行。

在螺栓组联接中，螺栓受拉力，而螺母受压力，通过螺纹的摩擦力来实现联接。

实验中将通过拉伸试验和剪切试验来分析螺栓组联接的受力性能。

三、实验材料和设备。

1. 实验材料，选用直径为M8的普通螺栓和相应的螺母；2. 实验设备，拉伸试验机、剪切试验机、螺纹测量仪、万能试验机等。

四、实验步骤。

1. 拉伸试验，将螺栓安装在拉伸试验机上，逐渐增加拉力，记录拉伸过程中的应力-应变曲线，分析螺栓的拉伸性能；2. 剪切试验，将螺栓安装在剪切试验机上，逐渐增加剪切力，记录剪切过程中的应力-应变曲线，分析螺栓的剪切性能；3. 螺纹测量，利用螺纹测量仪对螺栓和螺母的螺纹进行测量，分析其尺寸精度和表面质量；4. 其他，利用万能试验机对螺栓组联接进行综合性能测试，包括抗扭矩、抗压力等。

五、实验结果与分析。

1. 拉伸试验结果表明，螺栓在受力过程中表现出良好的弹性变形和塑性变形能力，具有较高的抗拉性能；2. 剪切试验结果表明，螺栓在受力过程中表现出较高的抗剪性能，未出现明显的断裂现象；3. 螺纹测量结果表明，螺栓和螺母的螺纹尺寸精度高，表面质量良好；4. 综合性能测试结果表明，螺栓组联接具有良好的抗扭矩和抗压力性能。

六、实验结论。

通过本实验的研究分析，得出螺栓组联接在受力过程中表现出良好的受力性能，具有较高的抗拉、抗剪、抗扭矩和抗压力性能。

因此，在工程实践中可以放心使用螺栓组联接，确保机械设备的安全稳定运行。

七、参考文献。

1. 钢结构螺栓连接设计手册。

2. 机械连接技术手册。

3. 螺纹连接设计与计算。

八、致谢。

感谢实验室的老师和同学们在实验过程中的帮助和支持，使本次实验取得了圆满成功。

以上就是本次螺栓组联接实验的报告内容，希望对相关领域的研究和实践工作有所帮助。