螺钉轴向力计算方法-Screw axial force calculation---讨论

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原帖由 机械神话 于 2008-11-6 10:26 发表
! T4 F! d  D8 e0 S$ z这句话我在两个地方看到：1.徐灏的机械设计手册2.西工大机械设计手册第七版。
/ ~, E3 D7 S4 ^( S7 }! p! P“名义上K 值约为0.46”，这个数值是根据理论计算反算的。

在西工大机械设计手册第七版67页找到了这段话，如下图。
, ^% M# q4 e7 [) ]
斑竹认为理论计算方法的意义大么？
1 G) e- j2 |4 \, a- w; @0 `' t0 ]我的意思是计算时涉及变量很多，其中摩擦系数的合理选取很难，基本上也是选择的经验系数，难以保证结果准确性。

[ 本帖最后由 easylife 于 2008-11-6 19:38 编辑 ]

机械神话

我不说过这句话了吗？
/ V7 |; ~2 Q9 i4 |- _( k“1.理论计算的轴向力可信吗？”

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原帖由 机械神话 于 2008-11-6 19:49 发表
我不说过这句话了吗？
- Z$ k3 ^5 J( L# N“1.理论计算的轴向力可信吗？”

hehe,
, W/ c$ o9 \8 X3 @3 s在一些关键计算过程中，我对摩擦系数的选取一直心存怀疑。于是老板叫我设计一套测量摩擦力的装置，发现要在实测中尽量模拟工作环境也不是那么容易的事情，焦头烂额中...
斑竹作过类似测量摩擦力的工作或实验么？
& M2 ?6 H' k0 H/ B% m2 h: b
3 ?. y, T+ ^2 t顺带把3种计算轴向力得方法贴上.

机械神话

理论计算和仿真在初次设计时，几乎是无用的，只能凭借类似的经验加大安全系数，往往有了实验数据，再去验证有限元分析与实际的逼近程度，以后有什么改动，类似的有限元分析才有可靠的边界条件。

: S7 @  l' `6 H7 p, [) o) K楼主，您的观点呢？

回到楼主的话题，你的“详细求解过程”是如何的？谈谈你实际是怎么做的吧？

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原帖由 机械神话 于 2008-11-6 20:00 发表
+ e+ }  i# G$ U- |理论计算和仿真在初次设计时，几乎是无用的，只能凭借类似的经验加大安全系数，往往有了实验数据，再去验证有限元分析与实际的逼近程度，以后有什么改动，类似的有限元分析才有可靠的边界条件。
1 ^0 V! _- I; \
. z0 p6 O1 j- |) s' C+ B楼主，您的观点呢 ...

" Y9 ^  H, ?) X" s0 d
我实践经验不多，谈点自己的认识吧。
* ~1 R5 d7 @) d( f设计若有以往产品作参考，参考以往设计和经验最重要，也最容易成功， 而仿真不过是锦上添花，或者是为了应付而仿真。以前所在的国企就是这样的。
而对于一些新结构，或者手工计算和经验无法解决的工程问题，仿真将成为至关重要的设计工具，最后通过测试试验对仿真结果进行验证。听说过得实例有硬盘里面的音圈马达设计，电磁(EM)分析全部依靠仿真计算。
. o7 C: y5 ?& X5 e3 A7 f所以仿真的应用程度也和产品性质相关。
% l- K+ J6 {6 j& J! Q1 S8 Q
关于轴向力计算，我自己无机会验证计算方法的正确性，只有向大家请教。目前得到老板认可的是第二种计算方法。

机械神话

类似的摩擦力测量没有做过。

. l) m8 L" d, W$ c0 J但只要是重要的地方，所有摩擦力我都取自于实验数据，哪怕实验做错了，呵呵。比如轴承、导轨、平面的摩擦力。我有时连轴承的摩擦力都不敢相信，理论的可是0.002呀。
2 K1 C7 ~# |. [" @3 z3 U
  ?) h; V9 h! j楼主回复真快，自习看看你的calculation。

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原帖由 机械神话 于 2008-11-6 20:13 发表
: w& C) G! }6 o4 w0 S类似的摩擦力测量没有做过。

4 C/ r6 |  O3 |# h( Q但只要是重要的地方，所有摩擦力我都取自于实验数据，哪怕实验做错了，呵呵。比如轴承、导轨、平面的摩擦力。我有时连轴承的摩擦力都不敢相信，理论的可是0.002呀。
; _+ B; d+ L, K; E- h: a
' e) M3 i% P9 L3 B楼主回复真快， ...

" v" V) `' t3 }! S
9 x$ @9 M. F2 l. t8 y5 Y看来斑竹时间和资金都挺充裕啊，每个摩擦系数都自己实验测量？
; U* I/ D1 W; r4 ~# Q
“楼主回复真快， ... ”
莫非斑竹在学校实验室"自习"？

机械神话

依楼主的意见，测量一个摩擦力或者摩擦系数，需要多少时间和资金？
& J  }9 L2 Z, z4 i9 ~! G
4 a. i0 O, ^1 |' u; a5 M& v我时间不多，资金也不多。只是摩擦力如果和实际差别很大，设备的性能性能差别很大。
& i6 v+ @  G; S! ]% @( D- N4 w" A
+ @1 t( r$ ?- g0 h4 e5 n很久没有自习了。

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原帖由 机械神话 于 2008-11-6 20:24 发表
/ x7 z, s' |* M. C9 D( u3 N: a依楼主的意见，测量一个摩擦力或者摩擦系数，需要多少时间和资金？

# z" W; \! u0 \7 o9 b我时间不多，资金也不多。只是摩擦力如果和实际差别很大，设备的性能性能差别很大。

. t- I! Z/ i& R很久没有自习了。

: F+ |0 g' |7 d' M9 A  y* A5 I
0 G; F3 b( ?1 o- ?- i至少需要一两个精度还可以的传感器吧？然后怎么也得设计加工一些夹具之类的。
查了下Omega的力传感器LCM302系列每个两百多美元 ，而且还要另外花两百多美元买转换器，将传感器输出的模拟信号转化为数字信号。
' e& }& @' e* o8 Z不便宜了。
2 D+ x4 U6 I5 p+ ?7 j1 `$ O测试结果也不是次次如人意吧？分析，调整也挺费时间的。

不过工作需要的话这些工作也是必须要做的。

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最近同事做了相关测试,M2.5螺钉,.扭距0.3N*m左右(2.5in-lb=0.28N*m),实测轴向力只有400N左右.
/ f* v4 x; X0 ^3 a6 U, O也就是说大概和计算方法一相吻合(计算时摩擦系数取0.17左右),Fa=400N.
而工作中被建议选择方法二. 孰是孰非?
# D) C, \8 \, w  D( i( E: g
方法二中公式异常简化,导致同规格螺纹而头部直径不一样的螺钉轴向力计算结果一样,显然不是很合理--尽管头部摩擦力矩所占比较较小.
而方法一中待定参数过多,导致计算结果波动范围也较大.
这样两种方法都不是很理想,只能选择其中一种作为近似的处理方法.
: N* X& t9 X6 \$ A. B, Y而从测试结果来看和第一种计算方法结果相同,但不排除偶然吻合的可能性.
  l: R% p; p# G8 k) o. [0 g
+ v& M! C" e0 I$ z/ D1 Q# R[ 本帖最后由 easylife 于 2008-12-13 11:25 编辑 ]