Обзор статьи

Расчет коэффициента концентрации напряжений в болтах соединений балки с колонной

УДК: 

692

DOI: 

10.23968/1999-5571-2024-21-6-61-67

Страницы: 

61-67

Аннотация: 

Болтовые соединения достаточно часто используются в стальных конструкциях. В большинстве таких соединений с высокопрочными болтами болты работают на растяжение. Однако недостаточно изучено явление концентрации напряжений (КН) в резьбе болта. Усталость болта является ключевым фактором усталостного разрушения такого соединения при одноосном растяжении. На основе анализа механической модели резьбы разработан метод расчета коэффициента КН в резьбе болта с учетом угла подъема резьбы (УПР) и при отсутствии УПР. С помощью ANSYS20.2 для моделирования были выбраны широко применяемые высокопрочные болты, что позволило выявить положение концентрации напряжений в болтах. Одновременно по результатам численных расчетов выполнена верификация предложенной методики расчета. Сделан вывод, что расчет по данной методике позволяет определить коэффициент КН у корня резьбы.

Список цитируемой литературы: 

  1. Якупов С. Н., Насибуллин Т. Р. Анализ концентрации напряжений в тонкостенных элементах конструкций с локальным углублением // Строительная механика инженерных конструкций и сооружений. 2016. № 1. С. 30-36.

  2. Притыкин А. И. Концентрация напряжений в балках с одним рядом шестиугольных вырезов // Вестник МГСУ. 2009. № 1. С. 188-121.

  3. Аверин А. Н., Шевченко Е. А. Анализ напряженно-деформированного состояния конечноэлементных моделей балки-стенки с прямоугольным вырезом // Строительная механика и конструкции. 2013. № 2 (7). С. 32-43.

  4. Абашев Д. Р. Малоцикловая усталость образцов с кольцевой выточкой при жестком нагружении // Проблемы прочности и пластичности. 2022. № 1 (84). С. 51-61.

  5. Lei H.-G., Pei Y., Liu L.-J. FEA analysis of fatigue notch coefficients for high-strength bolts // Engineering Mechanics. 2008. № 1 (25). Pp. 49-53

  6. Yang G., Lei H.-G., Jiao J.-F. Analytical solution of stress concentration factor of frictional high-strength bolt for steel structure // Science, Technology and Engineering. 2019. № 19 (15). Pp. 233-237

  7. Hao H., Liu Y., Liu D., Xing Y., Jiao J.-F. Fatigue life analysis of high-strength bolt in end-plate connection based on refined element // China Science paper. 2021. № 8 (16). Pp. 818-824

  8. Sinclair G. B., Kondo M. On the stress concentration at sharp re-entrant corners in plates // international Journal of Mechanical Sciences. 1984. № 9-10 (26). Pp. 477-487

  9. Peyman Honarmandi, Jean W. Zu, Kamran Behdinan. Elasto-Plastic Fatigue Life improvement of Bolted Joints and introducing FBi Method // Mechanics Based Design of Structures and Machines. 2005. № 3 (33). Pp. 311-330

  10. Шафрай К. А., Шафрай С. Д. Прочность сварных швов фланцевых соединений стальных конструкций // Известия вузов. Строительство. 2018. № 8 (716). С. 36-47

  11. Амирджанова И. Ю., Живоглядова И. А. Резьбовые соединения. М.: Изд-во Тольяттинского гос. ун-та, 2013. 79 с

  12. 形缺口应力集中系数的量化分析 // 煤. 2011. № 9 (20). Pp. 89-90

  13. Жуков В. Г. Механика. Сопротивление материалов. М.: Лань, 2012. 414 с

  14. Кириллова Т. И., Понетаева Н. Х., Истомина Э. Э., Нестерова Т. В., Шашков Н. Ю. Производство конструкторских документов. Соединения резьбовые разъемные. Екатеринбург: Изд-во Уральского ун-та, 2014. 56 с

  15. Shahani A. R., Shakeri I. Experimental evaluation of the effect of preload on the fatigue life of bolts // international Journal of Steel Structures. 2015. № 15 (3). Pp. 693-701

Ключевые слова: 

Полный текст (файл): 

PDF

Авторы: 

Сунь Г. Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б. Н. Ельцина Екатеринбург, Россия

Беляева З. В. Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б. Н. Ельцина Екатеринбург, Россия

Миронова Л. И. Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б. Н. Ельцина Екатеринбург, Россия

Другие статьи авторов: 

Ссылка на статью в НЭБ: 

https://elibrary.ru/item.asp?id=80339643

Выпуск журнала

№ 6 (107) Декабрь 2024