固力
關注創建者：????周沐???? 創建時間：2020-12-09
固力的實例教程
熱力學分析（左）與力學分析（右）中閥門附近的有限元網格劃分
在施加熱沖擊前，處于室溫20℃下12個螺栓的緊固力均為250kN。力學分析部分的模擬共歷時約17小時，其中僅考慮彈性狀態歷時約7小時，考慮彈塑性狀態歷時約10小時，兩種工作狀態下螺栓的緊固力隨時間的變化如圖7所示。雖然一次熱沖擊周期下兩種工作狀態所得到的結果相似（圖6），但針對試件殘余變形的分析，考慮其彈塑性工作狀態是必要的。
圖 6. 彈性與彈塑性工作狀態下螺栓的緊固力隨時間變化曲線
（紅色：彈性；綠色：彈塑性）
圖7為285℃à60℃階段t=350s時模型中的溫度場，此時第二次模擬得到的螺栓緊固力最小。我們注意到，在第一次模擬中，熱沖擊由底部開始，同時穿過閥帽和螺栓，二者的溫度變化可以說是同步的；在第二次模擬中，熱沖擊則由內部開始并向外擴散，在到達螺栓前先穿過閥體與閥帽之間的空隙并直接影響閥帽的溫度。第二次模擬還原了實驗中閥帽與螺栓熱膨脹延遲的現象，即在注入冷水階段螺栓松動，在注入熱水階段螺栓過緊。
圖 7. 模擬1（左）和模擬2（右）在冷水注入階段閥門處的溫度場
由于未考慮實驗中緊固力的離散誤差 ，數值模擬中6個螺栓緊固力的平均值較實驗值高約30kN。同時我們注意到，在（圖8）2016年進行的第二次模擬中，螺栓的緊固力在285℃→60℃（圖8左）與逆向的60℃→285℃（圖8右）過程中存在與實測結果相似的降低和升高趨勢。
圖 8. 實地實驗與兩次數值模擬中螺栓緊固力隨時間變化曲線
05
結論
1.
展開 假設螺絲的斷裂強度是最大緊固力F，將數據代入公式10.5和10.6，可以得出圖10.39。從圖中可以看出，當發生應力低于100MPa時，螺絲柱外徑Do 應大于7mm。
圖 10.39 BOSS外徑與發生應力的關系
2）縱向裂紋校核
通過公式10.7可計算橫向斷裂。
在測定縱向斷裂的同等條件下，求得BOSS外徑與橫向發生應力之間的關系，如圖10.39所示。從圖中可以看出，當發生應力低于100MPa時，螺絲柱外Do徑應大于6mm。
以上緊固力的取值是以螺絲斷裂強度計算，實際應用中緊固力是小于斷裂強度，但考慮到由于注塑缺陷（熔接痕）或二次回收料會降低塑膠材料的彎曲模量等原因，螺絲柱外徑的取值建議為2~2.5倍螺絲公稱直徑（一般取2d，考慮外觀縮痕的情況可適當減小，并通過增加加強筋加強，較軟的材料可取2.5d）。
未完待續......
展開 所以，在設計塑膠螺紋連接結構時，連接強度原則可以歸納為，在確保塑膠螺絲柱不發生滑牙、塑膠件不變性、螺絲不失效的情況下，獲得滿足連接要求的緊固力。
滑牙緊固力公式：
滑牙扭矩公式：
其中， τ ：剪切應力；σt：塑膠材料的拉伸屈服應力；Dp：螺絲中徑；r：螺絲中徑的一半；L：螺紋旋合深度；f1：螺紋與塑膠之間的摩擦系數；f2：螺絲頭底部與塑膠之間的摩擦系數；p：螺絲的螺距；S：安全系數（塑膠材料隨著時間的推移會發生一定的蠕變和應力松弛，拉伸屈服應力值會降低，比如，5年后降為初始值的1/3~1/2，所以S的取值為2、3等）。
松開時，由于，為作用在螺絲上的扭矩，作用于負方向，所以松開扭矩公式為：
經核算，松開扭矩約為擰緊扭矩的 80%。
根據公式可知，相同規格的自攻螺絲連接不同的塑膠材料，其滑牙緊固力、滑牙扭矩是不同的，因此，最終的緊固力和擰緊扭矩也應該有所不同。
圖：不同螺釘尺寸和材料的滑牙緊固力性能
圖：不同螺釘尺寸和材料的滑牙扭矩性能
自攻螺絲連接塑膠零件的擰緊扭矩必須小于其滑牙扭矩，考慮到實際塑膠零件材料的拉伸屈服應力還可能受到注塑成型工藝、熱應力、材料高溫降解、二次料等因素的影響，通常取擰緊扭矩Tα=Tr+X(Tf-Tr)，其中X取0.35~0.5。
圖中：Tr：攻牙扭矩；Tα：擰緊扭矩；Tf：滑牙扭矩
兩塑膠件之間的緊固力是確保連接裝配成功主要參數，但并非每次增加扭矩都能提高緊固力，決定螺絲緊固能力的因素還有很多:
a. 擰緊扭矩
: 施加在螺絲上的扭力是產生緊固力的關鍵。
b.
涂層摩擦系數
: 涂層摩擦系數越大，夾緊組件所需的扭矩就越小。
c.
展開 設計永久錨桿時，必須先進行錨桿基本試驗
，并避免錨固段布設在未經處理的下列土層中：
設計流程
以預應力錨桿為例，錨固工程設計主要包括錨固力(斜坡、擋墻、錨拉樁等)計算、錨桿布置及安設角度確定、錨桿桿體材料選擇及確定、錨桿結構設計、錨頭及防腐設計、整體穩定性驗算等內容。
邊坡錨固力計算
邊坡錨固力計算過程中，首先需按照規范確定邊坡設計安全系數，其次針對不同的破壞形式，計算單位長度邊坡所需的錨固力。邊坡錨固力計算可采用極限平衡法，但對于重要或復雜邊坡的錨固設計，宜同時采用極限平衡法與數值分析法。
對可能產生圓弧滑動的錨固邊坡，宜采用簡化畢肖普法、摩根斯坦-普賴斯法或簡布法計算，也可采用瑞典法計算；
對可能產生直線滑動的錨固邊坡，宜采用平面滑動面解析法計算；
對可能產生折線滑動的錨固邊坡，宜采用傳遞系數隱式解法、摩根斯坦-普賴斯法或薩瑪法計算；
對巖體結構復雜的錨固邊坡，可配合采用赤平極射投影法進行分析。
1) 單平面破壞模式
當邊坡存在一組出露于坡面的軟弱結構面，其走向與坡面走向近似，傾角小于坡面傾角、但大于弱面的內摩擦角，邊坡易產生單平面破壞，多出現在巖質邊坡中，通常分為坡頂有拉裂縫和無拉裂縫兩種情況。
展開 填充墻砌體植筋記錄、錨固力檢測報告
1、檢查內容：填充墻砌體植筋記錄、錨固力檢測報告。
2、檢查樣本選取：植筋記錄、錨固力檢測報告各不少于1份。
3、檢查方法：檢查填充墻砌體植筋記錄、錨固力檢測報告。
4、評價判定原則：1、未按規范要求進行填充墻砌體植筋、未進行錨固力檢測的；2、填充墻砌體植筋記錄不規范、錨固力檢測報告不符合規范規定和設計要求的。判定為“不符合”。
5、依據：《砌體工程施工質量驗收規范（GB50203-2011）》第9.2.3條。
結構實體檢驗記錄
1、檢查內容：結構實體檢驗記錄。
2、檢查樣本選取：全數檢查。
3、檢查方法：檢查結構實體檢驗記錄。
4、評價判定原則：1、未按規范要求進行結構實體檢驗；2、結構實體檢驗結果不符合規范規定和設計要求的。判定為“不符合”。
展開 
固力的最新內容
工程意義：直接量化密封力、預緊力或緊固力的保持能力。對于需要長期維持接觸壓力的密封件與橡膠墊片，此數據是預測其密封壽命、評估材料耐壓抗松弛性能的關鍵依據。
</p><p>3、在緊固用的卡環螺釘孔處施加10000N的緊固力。</p><p>4、在底面施加僅壓縮約束。
2.2 螺栓緊固載荷計算
選擇合適的緊固載荷也是法蘭管理的重點， 目前國內規范及文獻資料中沒有一個統一的、標 準的計算方法，給出的大多是一個固定的緊固力 矩值，然而緊固力矩并不應該是一個固定值而是一個區間值，一是要保證法蘭連接口達到密封性 能，二是要保證墊片不被破壞及螺栓不被拉斷或 失效；另外，螺栓緊固力矩也不是很精確的數值， 從力矩計算公式：T=KFd 來看，式中：T 為力矩
4.樁尖落在基巖上，周圍土體嵌固力小，樁身穩定性差。
三
灌注樁后注漿
1.灌注樁成樁后一定時間，通過預設于樁身內的注漿導管及與之相連的樁端、樁側注漿閥注入水泥漿，使樁端、樁側土體（包括沉渣和泥皮）得到加固，從而提高單樁承載力，減小沉降。
塑膠件螺紋連接結構的設計原則：
連接強度原則；
成型性原則；
一、連接強度原則
5、拔模斜度
螺釘柱的拔模角度對內孔徑和壁厚是有影響的，隨著螺絲柱的高度越高，其影響就越大，特別是對于內孔，拔模后內徑大小對緊固力和滑牙扭矩都有影響，那到底需不需要拔模呢？
接上篇：塑膠件的結構設計：螺紋連接結構篇（上）
塑膠件螺紋連接結構的設計原則：
連接強度原則；
成型性原則；
一、連接強度原則
在上篇中提到，由于檢查緊固力的方法很復雜，我們通常通過扭矩值來確認施力情況，也就是說，緊固力的大小可以通過扭矩值來表征，如果擰緊扭矩越大，相對于的緊固力就越大,，連接強度就越大。
超時旋轉導致膠液流失，影響錨固力。（旋轉時間不應超過30秒，轉速不應低于300轉/分，不大于750轉/分，螺栓推進速度約為2cm/秒，不允許采用沖擊方式）
（5）膨脹螺栓
膨脹螺栓的作用與化學錨栓作用相同，用于受力較小的錨固件。
不同規格的膨脹螺栓
混凝土結構有裂縫的部位和容易產生裂縫的部位，不得采用膨脹螺栓。
根據公式可知，相同規格的自攻螺絲連接不同的塑膠材料，其滑牙緊固力、滑牙扭矩是不同的，因此，最終的緊固力和擰緊扭矩也應該有所不同。
總體而言，抗滑樁破壞形式主要包括：
(1) 抗滑樁間距過大、滑體含水量高并呈流塑狀，滑動土體從樁間擠出；
(2) 抗滑樁抗剪能力不足，樁身在滑面處被剪斷；
(3) 抗滑樁抗彎能力不足，樁身在最大彎矩處被拉斷；
(4) 抗滑樁錨固深度及錨固力不足
總體而言，抗滑樁破壞形式主要包括：
(1) 抗滑樁間距過大、滑體含水量高并呈流塑狀，滑動土體從樁間擠出；
(2) 抗滑樁抗剪能力不足，樁身在滑面處被剪斷；
(3) 抗滑樁抗彎能力不足，樁身在最大彎矩處被拉斷；
(4) 抗滑樁錨固深度及錨固力不足
