螺栓保证应力Sp和许用应力[σ]在设计评价时的区别求教

Sweetney

求教下各位，关于螺栓有一个性能参数叫做保证载荷，是通过试验测得，该载荷下螺栓不会发生塑性变形，其值等于应力截面积As×保证应力Sp，而Sp为屈服强度的90%左右。然而，在对预紧受载螺栓进行受力分析、设计及校核时，即便是静载荷，许用拉应力[σ]也还要除去一个4倍及以上倍数的安全系数，那么在实际设计评价时到底以Sp为准还是[σ]为准？如果Sp不作为评价标准那为什么叫“保证应力”呢？那这个所谓的“保证载荷”对于机械设计来说有什么参考意义吗？
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wtangzz147

建议找本教材看看。

ytzhanggj007

如果是作为学习用，那么按照教材一步步进行，体会其精神。如果是应用，则大可不必这么做。手工计算当然直接用需用拉力和安全系数计算需要几个螺栓。我感觉这部分内容看起来简单，实际很多教材包括手册都没有讲到位，所以很多人有困惑。我曾经算过轴承压盖的相关参数并发在这个论坛里，可惜回应得很少

Lean_2017.feng

个人理解楼主的困惑是开始搞设计时常有的，下面简单聊聊：

7 M" Z& ^; S2 d1 z( g! k) U1. 按照楼主说明的保证载荷和保证应力，很明显这两个内容属于对制造的要求，或者说便于非机械专业或者或非专业人士选择应用螺栓的。
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2. 关于提到保证应力为螺栓等级对应的屈服强度的90%，其实就可以理解为其选用安全系数为1/0.9，实际直接选择时，这个90%是按需求变化的，或者说按实际测试选定的。

3. 关于静载荷的许用拉应力除以4（或者4以上的安全系数），可以理解为，对于普通机械设计从业者，降低设计难度、降低设计工况详细程度需求的一种安全处理。 详细或者说专业设计中，安全系数是一系列工况安全系数的乘积（如对于使用温度取安全系数1.05，对使用涉及人身安全的使用取安全系数3.0，对采购螺栓成品的质量取安全系数1.1，等等）
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所以，保证类的信息可以理解为制造商，或者供应商的产品质量保证；许用应力、设计、校核等属于设计方、或者说使用方的需求内容或者评价。
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两者不冲突，使用场景和应用方式不同而已，但其指向的实质内容是一致的。
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Sweetney

Lean_2017.feng 发表于 2024-2-16 13:55
个人理解楼主的困惑是开始搞设计时常有的，下面简单聊聊：
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, ^! P# Q+ F5 [: V) F: F9 p1. 按照楼主说明的保证载荷和保证应力，很明 ...

首先，无论两者到底属于对谁的要求，人家既然说了我可以在1.1倍的安全量下产生这么多的载荷，就没有道理说设计上需要取4倍的安全系数。两者间都不是一个数量级的，凭何都能评价同一个指标？无论从何种角度，两者间应该是可以互为印证、殊途同归的，这在逻辑上才真正能说得通；
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8 o- s5 M# r5 P9 m. E再者，设计时所计算的力，基本已经囊括所有的力了，没道理说在实际使用时出现了4倍的超量静载荷，如果出现，那么只能说明设计从一开始就是完全错误的。实际工程应用中，只要根据实际的载荷去选螺栓并预紧，如果按照4倍这种方式进行设计，那么实际设计出来的东西一定都是臃肿不协调的，还不控制成本，属于吃力不讨好，所以没有单位会这么去做，也不会有任何意义；

即便真出现了附加载荷，那么机械设计手册在列举安全系数时应充分说明清楚，而不是让设计或工程师去猜，不能说你说有可能会产生一些情况就把几倍的安全系数往上加，那这和随口乱喷有什么区别？手册作为正规的全面的参照标准，应具有实际的工程应用价值才真正有意义，就好比一个城市的高楼大厦，如果连地基都无法确定是否打牢，那作为行业内的设计者参与者那不都是乱象丛生吗？真正负责优秀的工程师谁还愿意，谁还敢去参与其中呢？

( D4 k1 T: X3 k+ M我承认我自己是初学者，好吧，因为真正勇于踏实付出的人永远不会说自己很牛什么都懂。为什么大家普遍对机械行业没有一个客观的积极印象，行业不缺高台自居纸上谈兵的说教者，缺的是真正脚踏实地敢于开拓的先锋人。