变截面螺栓

刚度提升2.7倍

预紧力可调控连接刚度与断裂位移,断裂载荷不受影响,专为结构连接的可控失效设计。

姚曙光 · Meng, Zhang

Metals 2023

参数信息

初始弹性阶段刚度
270.64 kN/mm
断裂位移
8.42 mm
断裂载荷(模拟与试验差异)
2 %

技术优势

刚度大幅可调

预紧扭矩从0增至820 N·m,初始弹性阶段刚度由101.21 kN/mm提高到270.64 kN/mm,提升约2.7倍。

断裂位置可控

在螺栓中部设计变截面削弱区,拉伸时在削弱截面发生颈缩和断裂,而非随机位置,实现失效位置的可预测性。

断裂位移可调

预紧扭矩从0增至820 N·m,断裂位移从10.54 mm降至8.42 mm,可根据连接需求设计延性或脆性失效。

预紧不改变断裂载荷

模拟结果表明,预紧力的大小对螺栓的断裂载荷没有影响,因此可在不牺牲承载能力的前提下调节刚度和位移。

应用场景