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PLXT

新虫 (小有名气)

[求助] 力学问题，大家给看看。

这是我们生产中检测产品的一种手段。我们公司生产一种膨胀性很好的类似水泥的东西。这个铁模子中间是直径40mm的孔，模子是可以分成两半的，使用时两边用螺丝拧紧，中间孔放上我们的产品，一定时间后一般一面或两面的螺丝会全部或部分断裂。我们用仪器测试产品膨胀压8h达到30MP左右。
1.我想知道这个模子的螺丝断裂的过程受力是怎么样的
2.确定了螺丝的型号后，能否知道一面螺丝全部断裂转化成膨胀压该怎么算。
3.一面装7个螺丝，如果我只装6个螺丝，一个螺丝的空位在两端和在中间对受力有影响吗。
4.我其实还有好多问题想问，但是授人以鱼不如授人以渔，最好还是能给我讲明白该怎么分析、计算，到时问题我就可以自己解决了。
麻烦大家了，如果我有什么没说明白的欢迎大家问。如果愿意的话可以把联系方式私信我，我要好好请教一下。谢了。最后啊，这个应该是属于工程力学的问题吗，我发到这个版块对吗，如果不对应该发到哪儿。嘿嘿，谢啦。

力学问题，大家给看看。
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力学问题，大家给看看。-1
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快乐是一天，不快乐也是一天，我们为什么不天天快乐呢？！
1楼 2015-01-07 20:20:01
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mygt_hit

专家顾问 (职业作家)

【答案】应助回帖

★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★
感谢参与，应助指数 +1
PLXT: 金币+20, ★★★★★最佳答案, 很有用就是还有不太明白的地方，谢啦。 2015-01-09 10:28:49
PLXT: 金币+10, ★★★★★最佳答案 2015-01-11 15:07:38
螺栓可以近似认为是受轴向拉伸。根据膨胀压可以大致估算出螺栓受力，也就是将圆柱体沿着直径剖开的截面面积乘以压强，再除以螺栓总数。
螺栓分布对其受力的影响，视板件的刚度大小而定。如果板件刚度足够大，可以认为螺栓分布对受力没有影响。如果刚度较小，则刚度较大位置（一般是中部）螺栓受力较大。另外板件刚度不足会引起撬力，增加了螺栓所受的荷载。

方向性建议：连接板加厚，增加加劲肋。另外不知道你们采用的是什么螺栓？可以采用高强螺栓，性能好点。

个人意见，供参考。
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知其然，知其所以然。
7楼2015-01-08 17:56:24
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mygt_hit

专家顾问 (职业作家)

【答案】应助回帖

★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★
PLXT: 金币+10, ★★★很有帮助 2015-01-09 11:00:44
引用回帖:
10楼: Originally posted by PLXT at 2015-01-09 10:28:07
1.想通过拉断螺栓所用的力来反算产生的膨胀压可以吗？eg：一根螺栓断裂所需要的力为F，则一边8根全部断裂需要力8F，所以产生的膨胀压为8F/S（截面面积），对吗？
PS：有时候一面7个螺栓中有6个先断裂，而另一个可 ...

1. 8F/S应该是近似值。因为可能有撬力存在，使得实际膨胀压要小于8F/S。此时螺栓受力 = 膨胀压+撬力。个人感觉撬力影响较小。要详细计算的话可以查看钢结构方面的规范、教材、设计手册等等。
需要明确螺栓断裂的原因：主要是荷载大于抗力（即承载力）。7个螺栓由于制造工艺、材料不均匀等因素影响，他们的承载力不一定相同。他们受到的荷载也可能不同，即膨胀压不均匀。
螺栓的拧紧程度一般不影响其断裂。
2.连接板就是被螺栓连接的那两块板，竖直的、和圆柱体轴线平行的那两块钢板。加劲肋是那些像人的肋骨一样的小钢板。
3. 两种方法应该没什么差别吧。都是改变螺栓整体的承载力。螺栓的承载力可以计算，有效面积乘以断裂强度。
另外不清楚你们做这个的目的是什么，如果只是为了保证不开裂，多配点螺栓就好了。如果熟悉有限元分析，拿软件计算也可以，ANSYS、ABAQUS等。
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知其然，知其所以然。
12楼2015-01-09 10:53:45
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mygt_hit

专家顾问 (职业作家)

【答案】应助回帖

引用回帖:
11楼: Originally posted by PLXT at 2015-01-09 10:53:20
还有一点啊，模具直径三十厘米左右，但是灌我们料的孔的直径只有4厘米，其余部分是起加固作用的，一般一面螺栓断裂，另一面螺栓不断裂，我们的料的作用面积很小，是不是会有一个什么力矩平衡的问题。一面固定形成支 ...

这种开裂方式我怀疑和模具的实际构造有关，有可能不断裂那面更强一些。最好发一个模具的构造图。

力矩平衡也可以大致计算一下，用高中物理就可以。

另外不知道你们对模具有什么要求。比如对变形的要求，变形后直径不得大于某个数值，还是只对强度有要求，只要不开裂就行，相应的对螺栓配置就有不同要求。在设计时一般都会留一定的余量，比如螺栓不会让它处于正好断而未断状态，要有一定的余量和保证率。
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知其然，知其所以然。
14楼2015-01-09 11:07:41
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