课后习题
? 11-3 11-8
? 11-12
联接的分类
动联接：机器工作时，零部件之间可以有相对
运动。例如：机械原理中，各种运动
副之间的联接。
静联接：在机器工作中，不允许零部件之间存
在相对运动的联接。
静联接
可拆联接：不须毁坏联接中的任何一个零件就可拆
开的联接。例如：螺纹联接、键联接。
不可拆联接：至少毁坏联接中的一部分才能拆开的
联接。例如：铆接、焊接等。
过盈联接
第 11 章 螺纹联接
第 11章 螺纹联接
螺纹的类型和应用（ p269表 8-1）
? 按应用可分：联接螺纹：普通三角形
传动螺纹：梯形；锯齿形；
矩形。
? 按几何参数可分：公英制螺纹；粗细
牙螺纹；左右旋螺纹；单线及多线螺
纹。
第 11章 螺纹联接
螺纹的主要参数（ 8.2.1） 图 8-2
? 大径 d，小径 d1，中径 d2
? 线数 n，螺距 p，导程 s=nP
? 升角 ?，
? 牙型，牙型角 2t an dnPa r c ?? ?
第 11章 螺纹联接
§ 11.1 螺纹联接的主要形式和标准联接件
主要形式
1,螺栓联接：普通螺栓联接
铰制孔用螺栓联接
2,双头螺栓联接
3,螺钉联接
4,紧定螺钉联接
其它,地脚螺栓联接；吊环螺栓联接；
T型槽螺栓联接；
第 11章 螺纹联接
螺纹联接的 主要形式
1,螺栓联接：普通螺栓联接：应用广泛
铰制孔用螺栓联接
2,双头螺栓联接：常拆卸
3,螺钉联接：被联接件之一较厚
普通螺栓联接 铰制孔用螺栓联接
第 11 章 螺 纹 联 接
螺栓联接
第 11章 螺纹联接
螺钉拧入深度 H:
钢或青铜 H≈d
铸铁 H=(1.25∽ 1.5)d
铝合金 H=(1.5 ∽ 2.5)d
4,紧定螺钉联接
第 11章 螺纹联接
地脚螺栓 吊环螺栓 T形槽螺栓
第 11章 螺纹联接
第 11章 螺纹联接
§ 11.1 螺纹联接的类型和标准联接件
二,螺纹用标准联接件 （查阅手册）
螺钉,头部和尾部形状
螺母,外形
垫圈, 形状
第 11章 螺纹联接
§ 11.2,1螺纹联接的预紧
（ 一 ） 预紧的目的
1.提高联接的紧密性
2.防止联接松动
3.提高联接件强度
第 11 章 螺 纹 联 接
§ 11.2,1 螺纹联接的预紧
（ 二 ） 拧 紧 力 矩 与 预 紧 力 的 关 系
T= FL = T1+T2
)(
2
2
1 vp tgF
dT ?? ??
2
0
2
0
3
0
3
0
2 3
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3
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3
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????? dF
dD
dD
dd
dT
p
c
v
???
pF
对 M12以下的螺栓，应注意控制预紧力，以防过载拉断。
dd
dD
dd
v
c
1.117.0t a n
7.1;2.0~1.0
9.0,23~241
0
0
2
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)211(
3
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dD
dD
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p
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v
???
第 11 章 螺 纹 联 接
§ 11.2,1 螺纹联接的预紧
（ 二 ） 拧紧力矩与预紧力的关系
)311(25.015.0211 ?? dFT p）～＝（）式：代入（
第 11章 螺纹联接
§ 11.2,1螺纹联接的预紧
（三）控制预紧力的方法
? 控制应力或应变
? 控制拧紧力臂
? 控制拧紧力矩
应变片
第 11章 螺纹联接
§ 11.2,1螺纹联接的预紧
（三）控制预紧力的方法
? 控制拧紧力矩
测力矩扳手
定力矩扳手
# 螺纹联接 防松的实质在于限制螺旋副的
相对转动。以防止联接的松动，影响正
常工作。
# 螺纹联接 的防松按工作原理可分为三类
（ P355表 11-2）：
1.摩擦防松
2.直接锁住（机械防松）
3.不可拆卸防松（铆冲；粘接； 焊接）
第 11章 螺纹联接
§ 12.2.2 螺纹联接的防松
第 11章 螺纹联接
§ 12.2.2 螺纹联接的防松
1,摩擦防松
弹簧垫圈防松 自锁螺母防松
1,摩擦防松 对顶螺母防松
第 11章 螺纹联接
§ 12.2.2 螺纹联接的防松
2.机械防松
螺栓
装配图
开槽螺母
开口销
第 11章 螺纹联接
§ 12.2.2 螺纹联接的防松
2.机械防松 止动垫片防松
第 11章 螺纹联接
§ 12.2.2 螺纹联接的防松
2.机械防松 止动垫片防松
? § 12.2.2 螺纹联接的防松
2.机械防松 串联钢丝防松
正确
错误
? § 12.2.2 螺纹联接的防松
3.不可拆卸防松
焊接 铆冲
? § 12.2.2 螺纹联接的防松
第 11章 螺纹联接
§ 11.3.1 螺栓组结构设计
1.被联接件形状应简单对称；
2.根据载荷,合理布置螺栓位置：
受力矩作用时应适当远离对称轴；避免偏心承载；
3.受横向力的螺栓组受力方向不超过 8个；
第 11章 螺纹联接
§ 11.3.1 螺栓组结构设计
4.同一螺栓组紧固件形状、尺寸、材料
应尽量一致；
5.布置螺栓应留有合理的间距、边距，
方便装配
扳手空间尺寸（ P357 图 11-7）
压力容器的螺栓间距（ P358 表 11-3）
第 11章 螺纹联接
§ 11.3.2 螺栓组联接的受力分析
? 螺栓联接大多工作之前应预紧，称为紧螺
栓联接；螺栓联接设计计算的一般步骤：
?螺栓组受力和失效分析 找出受力最大的螺栓；
?单个螺栓受力和失效分析 单个螺栓强度计算
?确定螺栓的尺寸（直径、长度）。
失效分析,
?普通螺栓主要为螺纹部分：
断裂、磨损滑扣 ；
?螺栓组和单个螺栓的失效有
联系又有区别。
x
z
y
Fz
Fx
Fy
o
Tz Mx
My
螺栓组受力分析
将一个零件加以固定，其
实质就是约束该零件在空
间的六个自由度 。
第 11章 螺纹联接
§ 11.3.2 螺栓组联接的受力分析
? 螺栓组所受的载荷可
分为四种类型：
? 横向力,Fx, FY
? 轴向力,Fz
? 翻转力矩,Mx,MY
? 转矩,Tz
第 11章 螺纹联接
§ 11.3.2 螺栓组联接的受力分析
1.受横向力的螺栓组联接
（ 1）普通螺栓联接
（ 2）铰制孔用螺栓联接
z
FF ??
两种情况的工作原理不同 ！
第 11章 螺纹联接
§ 11.3.2 螺栓组联接的受力分析
1.受横向力的螺栓组联接
（ 1）普通螺栓联接
螺栓组受力
单个螺栓受力
)511( ??
??
?
m
FK
F
FKmzF
c
n
p
ncp
?
?
或
受力平衡条件：
Z
FF
p
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5.11.1___
____
111___
～可靠性系数，取
接合面数目；；表接合面间的摩擦系数，
n
c
K
m
??
?F
§ 11.3.2 螺栓组联接的受力分析
2,受旋转力矩的螺栓组联接
（ 1）普通螺栓联接
ncpcpcp rFrFrFT ??? ???????? 21力矩平衡条件：
)611(
)( 21
?
???????
?
nc
n
p rrr
TKF
?则预紧力：
计入可靠性系数
§ 11.3.2 螺栓组联接的受力分析
2,受旋转力矩的螺栓组联接
（ 2）铰制孔用螺栓联接
nn rFrFrFT ???????? 2211力矩平衡：
)711(22
2
2
1
m a x
m a x ?????????
nrrr
Tr
F受力最大螺栓：
)( 22221
m a x
m a x
nrrrr
FT ????????即：
变形量越大，则工作剪力越大
max
max
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F
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max
max
§ 11.3.2 螺栓组联接的受力分析
3.受轴向载荷的螺栓组联接
单个螺栓的受力：预紧力 Fp
工作力 F
z
FF ??
单个螺栓的总拉力：
F0 ＝＝ F +Fp
Fp
§ 11.3.2 螺栓组联接的受力分析
4.受翻转力矩的螺栓组联接
假定底板为刚体,翻转力矩作用在螺栓组
的联接形心 受载后绕 O— O转动仍保持平
面
在 M的作用下，左侧螺栓拉力增大；右侧
螺栓拉力减小而地面压力增大
失效分析：
1.螺栓拉断；
2.底板左侧出现间隙；
3.底板右侧压溃。
螺栓所受的工作拉力与距离成正比
max
max
2
2
1
1
l
F
l
F
l
F
l
F
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n? ? ?? ? ? ? ? 变 形 条 件,
nn lFlFlFM ???????? 2211力矩平衡：
)911(22
2
2
1
m a x
m a x ????????
??
nlll
lMF受力最大螺栓：
§ 11.3.2 螺栓组联接的受力分析
4.受翻转力矩的螺栓组联接
i il
l
F F
max
max ? ?
?在翻转力矩作用下，接合面挤压应力分布图
? 受翻转力矩前，接合面挤压应力分布图
§ 11.3.2 螺栓组联接的受力分析
4.受翻转力矩的螺栓组联接
底板受力分析
Fp
W
M
M ??
A
zF p
p ??
§ 11.3.2 螺栓组联接的受力分析
4.受翻转力矩的螺栓组联接
接合面的强度计算
? ?,411_ _ _ _ _
m a x
)1111(][
?
????
许用挤压应力，表
右侧不压溃
p
p
p
p
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M
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)1011(0m i n ????
W
M
A
zF p
p?左侧不分离
A
zF p
p ??
W
M
M ??
§ 11.3.2 螺栓组联接的受力分析
受复合载荷的螺栓组联接
横向荷载 +轴向载荷 +翻转力矩
。 § 11.3.2 螺栓组联接的受力分析
受复合载荷的螺栓组联接
横向载荷 +旋转力矩
。 § 11.3.2 螺栓组联接的受力分析
受复合载荷的螺栓组联接
计算时应求出受力最大螺栓的
受力
第 11章 螺纹联接
§ 11.4 单个 螺栓的强度计算
受力分析时可分为：
?普通螺栓联接,松螺栓联接
紧螺栓联接
?铰制孔用螺栓联接
仅受预紧力作用的螺栓
受预紧力和工作载荷作用的螺栓
紧
螺
栓
第 11章 螺纹联接
§ 11.4 单个 螺栓的强度计算
（一）松螺栓联接的计算
1.受载荷形式 — 轴向拉伸
2.失效形式 — 螺栓拉断
3.计算
4.螺栓材料和许用应力（ § 11.5）
5,查手册确定 d，及其它有关尺寸。
? ? ）（校核式,12114 2
1
??? ??? dF
）（设计式,1311
][
4
1 ?? ??
Fd
第 11章 螺纹联接
§ 11.4 单个 螺栓的强度计算
(二）只受预紧力作用的螺栓
?
?
??
?
??
?
5.0
4
2
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16
)(
2
2
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2
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d
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d
d
d
tg
d
F
p
v
vp
切应力：
4
2
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F p
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? ?拉应力：
?????? 3.1)5.0(33 2222 ?????v强度理论：
)1411(][
4
3.1
2
1
??? ?
?
?
d
F p
校核式
)1511(
][
4
3.1
1 ??
?
?
pF
d设计式
第 11章 螺纹联接
§ 11.4 单个 螺栓的强度计算
(二）只受预紧力作用的螺栓
? 11-3 11-8
? 11-12
联接的分类
动联接：机器工作时，零部件之间可以有相对
运动。例如：机械原理中，各种运动
副之间的联接。
静联接：在机器工作中，不允许零部件之间存
在相对运动的联接。
静联接
可拆联接：不须毁坏联接中的任何一个零件就可拆
开的联接。例如：螺纹联接、键联接。
不可拆联接：至少毁坏联接中的一部分才能拆开的
联接。例如：铆接、焊接等。
过盈联接
第 11 章 螺纹联接
第 11章 螺纹联接
螺纹的类型和应用（ p269表 8-1）
? 按应用可分：联接螺纹：普通三角形
传动螺纹：梯形；锯齿形；
矩形。
? 按几何参数可分：公英制螺纹；粗细
牙螺纹；左右旋螺纹；单线及多线螺
纹。
第 11章 螺纹联接
螺纹的主要参数（ 8.2.1） 图 8-2
? 大径 d，小径 d1，中径 d2
? 线数 n，螺距 p，导程 s=nP
? 升角 ?，
? 牙型，牙型角 2t an dnPa r c ?? ?
第 11章 螺纹联接
§ 11.1 螺纹联接的主要形式和标准联接件
主要形式
1,螺栓联接：普通螺栓联接
铰制孔用螺栓联接
2,双头螺栓联接
3,螺钉联接
4,紧定螺钉联接
其它,地脚螺栓联接；吊环螺栓联接；
T型槽螺栓联接；
第 11章 螺纹联接
螺纹联接的 主要形式
1,螺栓联接：普通螺栓联接：应用广泛
铰制孔用螺栓联接
2,双头螺栓联接：常拆卸
3,螺钉联接：被联接件之一较厚
普通螺栓联接 铰制孔用螺栓联接
第 11 章 螺 纹 联 接
螺栓联接
第 11章 螺纹联接
螺钉拧入深度 H:
钢或青铜 H≈d
铸铁 H=(1.25∽ 1.5)d
铝合金 H=(1.5 ∽ 2.5)d
4,紧定螺钉联接
第 11章 螺纹联接
地脚螺栓 吊环螺栓 T形槽螺栓
第 11章 螺纹联接
第 11章 螺纹联接
§ 11.1 螺纹联接的类型和标准联接件
二,螺纹用标准联接件 （查阅手册）
螺钉,头部和尾部形状
螺母,外形
垫圈, 形状
第 11章 螺纹联接
§ 11.2,1螺纹联接的预紧
（ 一 ） 预紧的目的
1.提高联接的紧密性
2.防止联接松动
3.提高联接件强度
第 11 章 螺 纹 联 接
§ 11.2,1 螺纹联接的预紧
（ 二 ） 拧 紧 力 矩 与 预 紧 力 的 关 系
T= FL = T1+T2
)(
2
2
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对 M12以下的螺栓，应注意控制预紧力，以防过载拉断。
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7.1;2.0~1.0
9.0,23~241
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第 11 章 螺 纹 联 接
§ 11.2,1 螺纹联接的预紧
（ 二 ） 拧紧力矩与预紧力的关系
)311(25.015.0211 ?? dFT p）～＝（）式：代入（
第 11章 螺纹联接
§ 11.2,1螺纹联接的预紧
（三）控制预紧力的方法
? 控制应力或应变
? 控制拧紧力臂
? 控制拧紧力矩
应变片
第 11章 螺纹联接
§ 11.2,1螺纹联接的预紧
（三）控制预紧力的方法
? 控制拧紧力矩
测力矩扳手
定力矩扳手
# 螺纹联接 防松的实质在于限制螺旋副的
相对转动。以防止联接的松动，影响正
常工作。
# 螺纹联接 的防松按工作原理可分为三类
（ P355表 11-2）：
1.摩擦防松
2.直接锁住（机械防松）
3.不可拆卸防松（铆冲；粘接； 焊接）
第 11章 螺纹联接
§ 12.2.2 螺纹联接的防松
第 11章 螺纹联接
§ 12.2.2 螺纹联接的防松
1,摩擦防松
弹簧垫圈防松 自锁螺母防松
1,摩擦防松 对顶螺母防松
第 11章 螺纹联接
§ 12.2.2 螺纹联接的防松
2.机械防松
螺栓
装配图
开槽螺母
开口销
第 11章 螺纹联接
§ 12.2.2 螺纹联接的防松
2.机械防松 止动垫片防松
第 11章 螺纹联接
§ 12.2.2 螺纹联接的防松
2.机械防松 止动垫片防松
? § 12.2.2 螺纹联接的防松
2.机械防松 串联钢丝防松
正确
错误
? § 12.2.2 螺纹联接的防松
3.不可拆卸防松
焊接 铆冲
? § 12.2.2 螺纹联接的防松
第 11章 螺纹联接
§ 11.3.1 螺栓组结构设计
1.被联接件形状应简单对称；
2.根据载荷,合理布置螺栓位置：
受力矩作用时应适当远离对称轴；避免偏心承载；
3.受横向力的螺栓组受力方向不超过 8个；
第 11章 螺纹联接
§ 11.3.1 螺栓组结构设计
4.同一螺栓组紧固件形状、尺寸、材料
应尽量一致；
5.布置螺栓应留有合理的间距、边距，
方便装配
扳手空间尺寸（ P357 图 11-7）
压力容器的螺栓间距（ P358 表 11-3）
第 11章 螺纹联接
§ 11.3.2 螺栓组联接的受力分析
? 螺栓联接大多工作之前应预紧，称为紧螺
栓联接；螺栓联接设计计算的一般步骤：
?螺栓组受力和失效分析 找出受力最大的螺栓；
?单个螺栓受力和失效分析 单个螺栓强度计算
?确定螺栓的尺寸（直径、长度）。
失效分析,
?普通螺栓主要为螺纹部分：
断裂、磨损滑扣 ；
?螺栓组和单个螺栓的失效有
联系又有区别。
x
z
y
Fz
Fx
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o
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My
螺栓组受力分析
将一个零件加以固定，其
实质就是约束该零件在空
间的六个自由度 。
第 11章 螺纹联接
§ 11.3.2 螺栓组联接的受力分析
? 螺栓组所受的载荷可
分为四种类型：
? 横向力,Fx, FY
? 轴向力,Fz
? 翻转力矩,Mx,MY
? 转矩,Tz
第 11章 螺纹联接
§ 11.3.2 螺栓组联接的受力分析
1.受横向力的螺栓组联接
（ 1）普通螺栓联接
（ 2）铰制孔用螺栓联接
z
FF ??
两种情况的工作原理不同 ！
第 11章 螺纹联接
§ 11.3.2 螺栓组联接的受力分析
1.受横向力的螺栓组联接
（ 1）普通螺栓联接
螺栓组受力
单个螺栓受力
)511( ??
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或
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5.11.1___
____
111___
～可靠性系数，取
接合面数目；；表接合面间的摩擦系数，
n
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§ 11.3.2 螺栓组联接的受力分析
2,受旋转力矩的螺栓组联接
（ 1）普通螺栓联接
ncpcpcp rFrFrFT ??? ???????? 21力矩平衡条件：
)611(
)( 21
?
???????
?
nc
n
p rrr
TKF
?则预紧力：
计入可靠性系数
§ 11.3.2 螺栓组联接的受力分析
2,受旋转力矩的螺栓组联接
（ 2）铰制孔用螺栓联接
nn rFrFrFT ???????? 2211力矩平衡：
)711(22
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1
m a x
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F受力最大螺栓：
)( 22221
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变形量越大，则工作剪力越大
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§ 11.3.2 螺栓组联接的受力分析
3.受轴向载荷的螺栓组联接
单个螺栓的受力：预紧力 Fp
工作力 F
z
FF ??
单个螺栓的总拉力：
F0 ＝＝ F +Fp
Fp
§ 11.3.2 螺栓组联接的受力分析
4.受翻转力矩的螺栓组联接
假定底板为刚体,翻转力矩作用在螺栓组
的联接形心 受载后绕 O— O转动仍保持平
面
在 M的作用下，左侧螺栓拉力增大；右侧
螺栓拉力减小而地面压力增大
失效分析：
1.螺栓拉断；
2.底板左侧出现间隙；
3.底板右侧压溃。
螺栓所受的工作拉力与距离成正比
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§ 11.3.2 螺栓组联接的受力分析
4.受翻转力矩的螺栓组联接
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?在翻转力矩作用下，接合面挤压应力分布图
? 受翻转力矩前，接合面挤压应力分布图
§ 11.3.2 螺栓组联接的受力分析
4.受翻转力矩的螺栓组联接
底板受力分析
Fp
W
M
M ??
A
zF p
p ??
§ 11.3.2 螺栓组联接的受力分析
4.受翻转力矩的螺栓组联接
接合面的强度计算
? ?,411_ _ _ _ _
m a x
)1111(][
?
????
许用挤压应力，表
右侧不压溃
p
p
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W
M
A
zF p
p?左侧不分离
A
zF p
p ??
W
M
M ??
§ 11.3.2 螺栓组联接的受力分析
受复合载荷的螺栓组联接
横向荷载 +轴向载荷 +翻转力矩
。 § 11.3.2 螺栓组联接的受力分析
受复合载荷的螺栓组联接
横向载荷 +旋转力矩
。 § 11.3.2 螺栓组联接的受力分析
受复合载荷的螺栓组联接
计算时应求出受力最大螺栓的
受力
第 11章 螺纹联接
§ 11.4 单个 螺栓的强度计算
受力分析时可分为：
?普通螺栓联接,松螺栓联接
紧螺栓联接
?铰制孔用螺栓联接
仅受预紧力作用的螺栓
受预紧力和工作载荷作用的螺栓
紧
螺
栓
第 11章 螺纹联接
§ 11.4 单个 螺栓的强度计算
（一）松螺栓联接的计算
1.受载荷形式 — 轴向拉伸
2.失效形式 — 螺栓拉断
3.计算
4.螺栓材料和许用应力（ § 11.5）
5,查手册确定 d，及其它有关尺寸。
? ? ）（校核式,12114 2
1
??? ??? dF
）（设计式,1311
][
4
1 ?? ??
Fd
第 11章 螺纹联接
§ 11.4 单个 螺栓的强度计算
(二）只受预紧力作用的螺栓
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5.0
4
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切应力：
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? ?拉应力：
?????? 3.1)5.0(33 2222 ?????v强度理论：
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4
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校核式
)1511(
][
4
3.1
1 ??
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pF
d设计式
第 11章 螺纹联接
§ 11.4 单个 螺栓的强度计算
(二）只受预紧力作用的螺栓
