螺栓保證應力Sp和許用應力[σ]在設計評價時的區別求教

Sweetney

求教下各位，關于螺栓有一個性能參數叫做保證載荷，是通過試驗測得，該載荷下螺栓不會發生塑性變形，其值等于應力截面積As×保證應力Sp，而Sp為屈服強度的90%左右。然而，在對預緊受載螺栓進行受力分析、設計及校核時，即便是靜載荷，許用拉應力[σ]也還要除去一個4倍及以上倍數的安全系數，那么在實際設計評價時到底以Sp為準還是[σ]為準？如果Sp不作為評價標準那為什么叫“保證應力”呢？那這個所謂的“保證載荷”對于機械設計來說有什么參考意義嗎？
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wtangzz147

建議找本教材看看。

ytzhanggj007

如果是作為學習用，那么按照教材一步步進行，體會其精神。如果是應用，則大可不必這么做。手工計算當然直接用需用拉力和安全系數計算需要幾個螺栓。我感覺這部分內容看起來簡單，實際很多教材包括手冊都沒有講到位，所以很多人有困惑。我曾經算過軸承壓蓋的相關參數并發在這個論壇里，可惜回應得很少

Lean_2017.feng

個人理解樓主的困惑是開始搞設計時常有的，下面簡單聊聊：

! \' l' Y$ b8 n$ r1 N( q, u7 n5 K5 ]1. 按照樓主說明的保證載荷和保證應力，很明顯這兩個內容屬于對制造的要求，或者說便于非機械專業或者或非專業人士選擇應用螺栓的。

% s7 b1 B7 T" ?5 t2. 關于提到保證應力為螺栓等級對應的屈服強度的90%，其實就可以理解為其選用安全系數為1/0.9，實際直接選擇時，這個90%是按需求變化的，或者說按實際測試選定的。
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3 {/ p$ e1 k6 N0 A) n3. 關于靜載荷的許用拉應力除以4（或者4以上的安全系數），可以理解為，對于普通機械設計從業者，降低設計難度、降低設計工況詳細程度需求的一種安全處理。 詳細或者說專業設計中，安全系數是一系列工況安全系數的乘積（如對于使用溫度取安全系數1.05，對使用涉及人身安全的使用取安全系數3.0，對采購螺栓成品的質量取安全系數1.1，等等）
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所以，保證類的信息可以理解為制造商，或者供應商的產品質量保證；許用應力、設計、校核等屬于設計方、或者說使用方的需求內容或者評價。
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) ], R* _1 E6 L+ v& a2 ?) U兩者不沖突，使用場景和應用方式不同而已，但其指向的實質內容是一致的。

Sweetney

Lean_2017.feng 發表于 2024-2-16 13:55
6 y+ l1 c$ L  k3 }! B, R個人理解樓主的困惑是開始搞設計時常有的，下面簡單聊聊：

1. 按照樓主說明的保證載荷和保證應力，很明 ...

首先，無論兩者到底屬于對誰的要求，人家既然說了我可以在1.1倍的安全量下產生這么多的載荷，就沒有道理說設計上需要取4倍的安全系數。兩者間都不是一個數量級的，憑何都能評價同一個指標？無論從何種角度，兩者間應該是可以互為印證、殊途同歸的，這在邏輯上才真正能說得通；

再者，設計時所計算的力，基本已經囊括所有的力了，沒道理說在實際使用時出現了4倍的超量靜載荷，如果出現，那么只能說明設計從一開始就是完全錯誤的。實際工程應用中，只要根據實際的載荷去選螺栓并預緊，如果按照4倍這種方式進行設計，那么實際設計出來的東西一定都是臃腫不協調的，還不控制成本，屬于吃力不討好，所以沒有單位會這么去做，也不會有任何意義；

! n3 R' n  t4 l% g' H2 m即便真出現了附加載荷，那么機械設計手冊在列舉安全系數時應充分說明清楚，而不是讓設計或工程師去猜，不能說你說有可能會產生一些情況就把幾倍的安全系數往上加，那這和隨口亂噴有什么區別？手冊作為正規的全面的參照標準，應具有實際的工程應用價值才真正有意義，就好比一個城市的高樓大廈，如果連地基都無法確定是否打牢，那作為行業內的設計者參與者那不都是亂象叢生嗎？真正負責優秀的工程師誰還愿意，誰還敢去參與其中呢？
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我承認我自己是初學者，好吧，因為真正勇于踏實付出的人永遠不會說自己很牛什么都懂。為什么大家普遍對機械行業沒有一個客觀的積極印象，行業不缺高臺自居紙上談兵的說教者，缺的是真正腳踏實地敢于開拓的先鋒人。