第1章 概述 1
1.1 两类螺栓节点 1
1.2 螺栓的任务 2
1.2.1 受拉节点 2
1.2.2 受剪节点 3
1.3 面临的问题 3
1.3.1 装配过程 3
1.3.2 工作特性 4
1.3.2.1 受拉节点 4
1.3.2.2 受剪节点 5
1.4 节点破坏模式 5
1.5 节点设计 6
1.5.1 概述 6
1.5.2 设计师的目标 7
1.6 内容编排 7
习题 8
第2章 材料 9
2.1 影响紧固力的材料特性 9
2.1.1 紧固力的大小 9
2.1.2 紧固力的稳定性 10
2.1.2.1 温度膨胀或收缩 10
2.1.2.2 腐蚀 10
2.1.2.3 疲劳破坏 10
2.1.2.4 高温下的强度损失 10
2.1.2.5 高温下的紧固力损失 10
2.1.2.6 节点部件的弹性刚度 10
2.1.2.7 高温下的刚度变化 11
2.1.2.8 脆性断裂 11
2.1.3 其他材料特性 11
2.2 紧固件标准 11
2.3 选择合适的标准 12
2.4 螺栓材料 13
2.5 螺栓材料的拉伸强度 14
2.5.1 一般用途／汽车类 14
2.5.2 钢结构类 14
2.5.3 石油化工／电力类 14
2.5.4 米制系列 15
2.5.5 极端温度下的材料 15
2.5.5.1 ASTM F2281材料 15
2.5.5.2 传统的高温材料 16
2.5.6 抗腐蚀类 16
2.5.7 两个新的ASTM螺栓标准 17
2.6 米制紧固件 17
2.7 等代材料 18
2.8 螺栓材料强度的一些说明 18
2.8.1 概述 18
2.8.2 抗剪强度 19
2.8.3 承压屈服强度 20
2.8.4 硬度与强度 21
2.9 螺母材料的选择 21
2.10 温度对材料性能的影响 24
2.10.1 温度膨胀 24
2.10.2 各种各样的温度问题 28
2.11 需要考虑的其他材料因素 29
2.11.1 疲劳问题 29
2.11.2 腐蚀 29
2.11.3 其他方面的考虑 29
2.12 节 点材料 30
习题 32
参考文献 33
第3章 应力和强度问题 37
3.1 强度类型 37
3.1.1 拉伸强度 37
3.1.2 螺纹破坏强度 37
3.1.3 剪切强度 38
3.1.4 脆性断裂强度 38
3.1.5 高温和低温时的强度 38
3.1.6 疲劳强度 38
3.1.7 应力腐蚀破坏强度 38
3.2 螺栓受拉 38
3.2.1 螺栓拉伸的弹性曲线 38
3.2.2 反复荷载下的弹性曲线 39
3.2.3 拉伸荷载下的应力分布 40
3.2.4 应力集中 40
3.2.5 拉伸应力的大小 40
3.2.6 螺母中的应力 42
3.3 螺栓的强度 43
3.3.1 安全负荷强度 43
3.3.2 有效横截面面积 44
3.3.3 其他有效截面公式 45
3.3.4 有效截面面积——米制螺纹 47
3.3.5 静力荷载下的螺栓强度 47
3.4 节点的强度 48
3.4.1 螺栓和节点之间的接触应力 48
3.4.2 节点部件内部和部件之间的应力 49
3.4.3 节点的静力破坏 50
3.5 螺栓上其他类型的荷载 51
3.5.1 组合荷载下的强度 51
习题 52
参考文献 52
第4章 螺纹和螺纹强度 55
4.1 螺纹形式 55
4.1.1 常见的螺纹形式 55
4.1.2 英制螺纹形式 56
4.1.3 米制螺纹形式 56
4.2 螺纹的系列 57
4.3 螺纹的公差、偏差和等级分类 58
4.3.1 英制螺纹系列 58
4.3.1.1 公差 58
4.3.1.2 偏差 58
4.3.1.3 级别 59
4.3.2 米制螺纹系列 59
4.3.2.1 偏差位置（公差） 59
4.3.2.2 偏差级别（偏差） 59
4.3.2.3 偏差等级（等级） 60
4.3.3 英制和米制螺纹的分类、比较 60
4.3.4 涂层容许公差 61
4.3.5 非正常咬合长度的偏差 62
4.4 检验水准 62
4.5 螺纹术语 62
4.5.1 英制系列 62
4.5.2 米制系列 63
4.6 粗制、精制及常螺距螺纹 63
4.6.1 粗制螺距螺纹 63
4.6.2 精制螺距螺纹 63
4.6.3 常螺距螺纹 64
4.6.4 影响选择的多种因素 64
4.7 螺纹强度 64
4.7.1 基本考虑 64
4.7.2 螺纹强度公式 65
4.7.3 Lc = D时的螺纹强度计算 65
4.7.4 基本方法——一个算例 66
4.7.5 Lc≠ D时的螺纹强度计算 66
4.7.6 其他有效面积公式 68
4.8 荷载作用下螺纹形式的变化 69
4.9 改变螺纹静力强度的因素 70
4.9.1 常见因素 70
4.9.2 螺母和螺栓 72
4.9.3 有效截面和抗剪截面面积表 73
4.10 影响强度的其他因素 73
4.10.1 螺距直径 74
4.10.2 其他螺纹参数 74
习题 74
参考文献 75
第5章 刚度和应变研究 77
5.1 螺栓变形 77
5.1.1 基本内容 77
5.1.2 螺栓的长度变化 79
5.1.2.1 有效长度 79
5.1.2.2 螺栓的横截面面积 80
5.1.3 计算螺栓的长度变化 80
5.2 螺栓刚度计算 81
5.2.1 基本内容 81
5.2.2 算例 81
5.2.3 变形和刚度的实际值与计算值 82
5.2.4 螺杆-螺母-垫圈体系的刚度 82
5.2.5 螺杆刚度的另一种表达式 83
5.2.6 螺杆中储存的应变能 84
5.3 节点 84
5.3.1 基本内容 84
5.3.2 计算节点刚度 85
5.3.2.1 中心节点的刚度 85
5.3.2.2 偏心节点的刚度 86
5.3.3 实际节点刚度 88
5.3.3.1 快速估算无垫圈钢节点刚度的方法 89
5.4 带垫圈的节点 90
5.5 计算节点刚度的另一种方法 90
5.6 节点刚度比和荷载系数 91
5.7 刚度——部分设计目标 91
5.7.1 节点部件储存的能量 91
5.7.2 刚度和所储存能量之间的关系 92
5.7.3 刚度比 93
习题 93
参考文献 93
第6章 装配简介 95
6.1 初始预拉力—剩余预拉力 95
6.2 装配过程 96
6.2.1 装配部件 96
6.2.2 张紧第一个螺栓 96
6.3 螺栓预拉力—节点紧固力 99
6.3.1 孔洞干涉的影响 99
6.3.2 节点部件的抗力 101
6.4 继续张紧工序 103
6.5 单个螺栓的短期应力松弛 103
6.5.1 短期松弛的来源 103
6.5.1.1 螺纹咬合差 104
6.5.1.2 螺纹咬合长度过短 104
6.5.1.3 部件偏软 105
6.5.1.4 弯曲 105
6.5.1.5 螺母或螺帽不垂直 105
6.5.1.6 倒角或孔洞尺寸偏小 105
6.5.1.7 孔洞尺寸偏大 105
6.5.1.8 锥形构造 105
6.5.2 影响短期松弛的因素 105
6.5.2.1 螺栓长度 106
6.5.2.2 贝氏垫圈 106
6.5.2.3 节点部件数量 106
6.5.2.4 张紧速度 106
6.5.2.5 多个螺栓同时张紧 107
6.5.2.6 节点部件弯曲 107
6.5.3 预期松弛的大小 107
6.5.4 扭转松弛 108
6.6 螺栓群之间的弹性相互作用 109
6.7 装配过程 114
6.8 装配结果优化 116
习题 117
参考文献 117
第7章 预拉力的扭矩控制 119
7.1 正确预拉力的重要性 119
7.1.1 不正确的预拉力带来的问题 119
7.1.2 预拉力最佳值 120
7.1.3 影响螺栓工作荷载的因素 120
7.2 扭矩和预拉力-完整方程 121
7.3 影响扭矩-预拉力关系的因素 123
7.3.1 影响摩擦力的变量 124
7.3.2 几何变量 124
7.3.3 应变能损失 125
7.3.4 内置扭矩 125
7.3.5 重量影响 125
7.3.6 孔洞干涉 126
7.3.7 螺纹结合冲突 126
7.3.8 操作工 126
7.3.9 工具精度 126
7.3.10 其他因素 126
7.4 扭矩和预拉力—简化公式 127
7.5 螺母因子 128
7.5.1 部分综述 128
7.5.2 螺母因子示例及案例 129
7.5.3 摩擦系数和螺母因子 132
7.6 实际扭矩控制 132
7.6.1 扭矩的选择 132
7.6.2 预拉力的离散 133
7.6.3 降低摩擦以得到更好控制 133
7.6.4 扭矩和预拉力之间并非总是线性关系 135
7.6.5 其他问题 135
7.7 扭矩控制工具 136
7.7.1 共性知识 136
7.7.2 工具形成的反作用力 137
7.7.2.1 扭矩扳手产生的剪切荷载 137
7.7.2.2 反作用扭矩 138
7.7.3 追求精度 139
7.7.3.1 人工扭矩扳手（Manual Torque Wrenches） 139
7.7.4 大螺栓所需的更大扭矩 139
7.7.4.1 扭矩放大器（Torque Multipliers）和齿轮扳手（Geared Wrenches） 139
7.7.4.2 液压扳手（Hydraulic Wrenches） 140
7.7.5 向着更高的速度 140
7.7.5.1 气动扳手（Impact Wrenches） 140
7.7.5.2 脉冲工具（Pulse Tools） 140
7.7.5.3 扭矩扳手（nut runner） 140
7.7.6 增加扭矩校准或扭矩监控 141
7.7.7 增加扭矩反馈以求更好地控制 142
7.7.8 更多信息 143
7.8 限制扭矩施加的螺栓 143
7.8.1 扭剪螺栓 143
7.8.2 易断的螺母 144
7.9 扭矩控制的优点 144
7.10 测试工具 144
7.11 扭矩控制对节点设计的影响 145
7.12 使用扭矩拆卸节点 146
习题 147
参考文献 147
第8章 扭矩和转角控制 150
8.1 转角控制的基本内容 150
8.2 转角和预拉力 152
8.2.1 常见的转角-预拉力关系 152
8.2.2 其他转角-预拉力曲线 153
8.2.2.1 金属片节点 153
8.2.2.2 带垫圈的节点 153
8.3 摩擦的影响 154
8.4 理论上的扭矩和转角 155
8.4.1 扭矩、转角和应变能 155
8.4.2 扭矩-转角-预拉力立方体 155
8.4.3 更加广泛的视角 156
8.5 螺母转角控制 156
8.5.1 相关理论 156
8.5.2 实践 157
8.5.2.1 钢结构 157
8.5.2.2 生产线上的螺母转角法 158
8.5.2.3 航空装配上的螺母转角法 159
8.6 产品装配问题 159
8.7 常用的控制策略 160
8.7.1 扭矩-转角窗口控制 161
8.7.2 扭矩-时间窗口控制 161
8.7.3 停顿和脉冲式张紧 162
8.7.4 屈服控制 163
8.7.5 螺母转角控制 164
8.7.6 内置扭矩控制 165
8.7.7 加上——永久记录 165
8.7.8 与此同时，在装配现场 165
8.8 监测结果 165
8.9 扭矩-转角控制解决的问题 166
8.10 充分利用扭矩-转角控制 167
习题 167
参考文献 168
第9章 控制预拉力的其他方式 169
9.1 拉伸控制的基本内容 169
9.2 拉伸控制问题 170
9.2.1 尺寸偏差 170
9.2.2 温度变化 170
9.2.3 螺栓的塑性变形 170
9.2.4 弯曲和表面不垂直 171
9.2.5 夹距长度 171
9.3 伸长测量技术 171
9.3.1 千分尺（micrometer） 171
9.3.1.1 不规则的测量表面 171
9.3.1.2 操作工手感 171
9.3.1.3 测量精度要求 172
9.3.1.4 厚度千分尺 172
9.3.2 其他技术 173
9.3.2.1 测微仪 173
9.3.2.2 市售带量具的螺栓 173
9.3.2.3 超声波测量 173
9.4 拉伸变形多大？ 173
9.5 拉伸控制可以解决的问题 174
9.6 提高拉伸控制效果的方法 175
9.7 直接预拉力控制简介 175
9.7.1 带应变测量的螺栓 176
9.7.2 带应变测量的承压垫圈 176
9.7.3 直接拉伸指示器（DTI） 176
9.7.4 喷射型自我显示DTIs 177
9.7.5 扭剪型拉伸控制螺栓 177
9.7.6 可设计选择的螺栓 178
9.8 螺栓拉伸装置 179
9.8.1 硬件 179
9.9 螺栓加热器 180
9.10 直接预拉力控制解决的问题 180
9.10.1 直接测力计 180
9.10.2 扭剪型螺栓 180
9.10.3 液压拉伸器 181
9.10.4 螺栓加热器 181
9.11 更好利用直接预拉力控制的方法 181
9.11.1 扭剪型螺栓和DTI垫圈 181
9.11.2 螺栓拉伸计 181
9.11.3 螺栓加热器 182
9.12 超声波测量伸长或张拉力 182
9.12.1 概述 182
9.12.2 操作原理 183
9.12.3 使用方法 183
9.12.4 仪器的校准 184
9.12.5 目前可用的仪器 184
9.13 采用等离子涂层、薄膜传感器进行超声波测量 184
习题 185
参考文献 185
第10章 节点在拉伸荷载下的理论工作特性 187
10.1 基本节点简图 187
10.1.1 螺栓和节点部件的弹性曲线 188
10.1.2 确定最大和最小剩余装配预拉力 188
10.1.2.1 基本方程 188
10.1.2.2 算例 189
10.1.3 简单拉伸荷载的节点简图 191
10.1.4 红色劳斯莱斯的比喻 192
10.1.5 回到节点简图——简单的拉伸荷载 193
10.2 细节和变化 194
10.2.1 改变螺栓或节点刚度 194
10.2.2 临界外荷载 194
10.2.3 很大的外荷载 195
10.2.4 另一种形式的节点简图 196
10.3 节点计算 196
10.3.1 基本方程 196
10.3.2 继续前面的算例 198
10.4 加载面 200
10.4.1 拉力作用在节点部件的接触面上 200
10.4.2 作用在接触面上的拉伸荷载计算 202
10.4.3 加载面的重要性 202
10.4.4 位于节点部件内的加载面 202
10.4.5 修改算例以考虑内部加载面的影响 205
10.5 受拉节点上的动荷载 206
10.6 受压荷载下的节点 207
10.7 一个警告 208
习题 209
参考文献 209
第11章 受拉节点的工作特性：深入研究 210
11.1 撬力对螺栓受荷的影响 211
11.1.1 撬力的定义 211
11.1.2 撬力的讨论 211
11.1.3 撬力的非线性 215
11.2 撬力的数学计算 215
11.2.1 概述 215
11.2.2 VDI的分析法 215
11.2.3 防止节点分开的临界荷载和预拉力 218
11.2.4 撬起前螺栓中的弯曲应力 219
11.2.5 很大外荷载的影响 220
11.3 其他非线性影响因素 220
11.3.1 螺母-螺栓体系 220
11.4 温度的影响 222
11.4.1 弹性性能的变化 223
11.4.2 强度损失 223
11.4.3 不均匀温度变化 223
11.4.4 应力松弛 226
11.4.5 蠕变断裂 228
11.4.6 温度影响的补偿 228
11.5 考虑偏心和不均匀膨胀影响的节点方程 230
11.5.1 基本方程 230
11.5.2 算例 231
习题 234
参考文献 235
第12章 受剪节点的工作性能 237
12.1 中心受剪的螺栓节点 237
12.1.1 概述 237
12.1.2 摩擦型节点 238
12.1.2.1 摩擦型节点中螺栓的受荷 238
12.1.2.2 摩擦型节点中的应力 239
12.1.3 承压型节点 239
12.2 影响受剪节点紧固力的因素 241
12.3 受剪节点对外荷载的响应 241
12.4 同时受拉和受剪节点 242
12.5 目前的定义——受剪节点的类型 243
习题 243
参考文献 244
第13章 节点破坏介绍 245
13.1 螺栓的力学破坏 245
13.2 螺栓缺失 246
13.3 螺栓松动 246
13.4 螺栓过紧 246
13.5 需要关注的破坏模式 247
13.6 基本条件的含义 247
13.7 正确预拉力的重要性 248
13.7.1 腐蚀 249
13.7.2 应力腐蚀破坏 249
13.7.3 疲劳破坏 249
13.7.4 力学破坏 249
13.7.5 螺栓的自我松动 249
13.7.6 泄漏 249
13.8 荷载放大因子 249
13.9 节点部件的破坏 250
13.10 磨损 251
13.10.1 讨论 251
13.10.2 拆除已磨损的螺钉 252
习题 253
参考文献 253
第14章 螺栓的自我松动 254
14.1 问题 254
14.2 螺母自我松动的方式 254
14.3 松动顺序 257
14.4 自我松弛的Junker理论 257
14.4.1 基本方程 258
14.4.2 实用的完整形式公式 258
14.4.3 扭矩为零时的公式 258
14.4.4 导致滑移的原因 259
14.4.5 滑移的其他原因 260
14.4.6 自我松动的其他理论 260
14.5 抗振动试验 261
14.5.1 NAS试验 261
14.5.2 Junker试验 261
14.6 抗振动方法 262
14.6.1 保持预拉力和摩擦力 263
传统方法 263
14.6.2 防止接触面间的相对滑移 263
14.6.3 抗松退扭矩 264
14.6.3.1 内置扭矩紧固件 264
14.6.3.2 DISC-LOCK？垫圈和螺母 266
14.6.3.3 综述 267
14.6.4 双螺母 267
14.6.5 机械固定螺栓 267
14.6.5.1 锁线和锁销 267
14.6.5.2 焊接 268
14.6.5.3 Stage 8紧固体系 268
14.6.5.4 Huck锁止螺栓 268
14.6.5.5 Honeybee Robotics 269
14.6.5.6 A-Lock螺栓和螺母 269
14.6.5.7 Omni-Lok螺栓 269
14.6.6 化学固定螺栓 269
14.6.6.1 生锈 269
14.6.6.2 厌氧粘合剂 269
14.6.7 抗振垫圈 270
14.6.7.1 保持螺栓拉力的垫圈 270
14.6.7.2 锯齿形垫圈 270
14.6.7.3 螺旋弹簧垫圈 271
14.6.7.4 DISC-LOCK？垫圈 271
14.6.8 选项间的对比 271
习题 272
参考文献 272
第15章 疲劳破坏 275
15.1 疲劳过程 275
15.1.1 疲劳破坏的顺序 275
15.1.1.1 裂纹形成 275
15.1.1.2 裂纹生长 276
15.1.1.3 裂纹成熟 276
15.1.1.4 最终断裂 276
15.1.2 疲劳破坏的类型 276
15.1.3 断口的外观 276
15.2 决定疲劳寿命的因素 277
15.2.1 S-N图 277
15.2.2 材料和“部件” 278
15.2.3 总结 279
15.3 其他类型的图表 279
15.3.1 常寿命图 279
15.3.2 常寿命图的中心区 281
15.3.3 近似常寿命图 281
15.3.4 疲劳极限图 282
15.3.5 螺栓的疲劳寿命数据 283
15.4 预拉力和节点刚度的影响 284
15.4.1 线性节点的疲劳 284
15.4.2 非线性节点 285
15.4.3 最佳预拉力值 286
15.4.4 疲劳问题和VDI节点设计公式 288
15.5 疲劳问题最小化 290
15.5.1 降低应力水平 290
15.5.1.1 增加螺纹根部半径 291
15.5.1.2 热轧螺纹 291
15.5.1.3 倒角 291
15.5.1.4 垂直度 291
15.5.1.5 重叠部分应力集中 291
15.5.1.6 螺纹末端 291
15.5.1.7 螺纹应力分布 291
15.5.1.8 弯曲 293
15.5.1.9 腐蚀 293
15.5.1.10 带凸缘的螺帽和螺母 293
15.5.1.11 表面状况 293
15.5.2 减小荷载变化幅值 293
15.5.2.1 避免撬力作用 293
15.5.2.2 预拉力的正确选择 293
15.5.2.3 螺栓-节点刚度比的控制 294
15.5.2.4 获得正确的预拉力 294
15.6 预测疲劳寿命或疲劳极限 294
15.7 受剪节点部件的疲劳破坏 295
15.8 案例分析 296
15.8.1 输电塔 296
15.8.2 空气压缩机隔片 296
习题 297
参考文献 297
第16章 腐蚀 300
16.1 腐蚀机理 300
16.1.1 镀锌系列 300
16.1.2 腐蚀电池 301
16.1.3 电池类型 302
16.1.3.1 两种金属的腐蚀 302
16.1.3.2 破损的氧化膜 302
16.1.3.3 应力腐蚀破坏 303
16.1.3.4 裂隙腐蚀 303
16.1.3.5 摩擦腐蚀 303
16.2 氢脆破坏 304
16.2.1 应力裂纹破坏模式 304
16.2.2 氢脆破坏机理 304
16.2.3 易腐蚀的和安全的材料 305
16.2.4 脆性性能试验 306
16.2.5 避免氢脆破坏 307
16.3 应力腐蚀破坏 307
16.3.1 破坏机理 307
16.3.2 KISCC的涵义 308
16.3.3 影响KISCC的因素 309
16.3.3.1 螺栓材质 309
16.3.3.2 使用环境 309
16.3.3.3 螺纹成型方式 309
16.3.3.4 螺栓强度或硬度 309
16.3.3.5 电解液类型 310
16.3.3.6 温度 311
16.3.3.7 螺栓直径和螺距 311
16.3.4 避免SCC破坏 311
16.3.4.1 材料的敏感性 311
16.3.4.2 消除电解液 312
16.3.4.3 保持应力水平低于一个门槛值 313
16.3.5 表面涂层和表面处理 316
16.3.6 及早监测SCC裂纹 316
16.4 其他类型的应力裂纹 317
16.4.1 应力脆化 317
16.4.2 氢致裂纹 317
16.5 腐蚀最小化问题 318
16.5.1 综述 318
16.5.2 细节技术 318
16.6 紧固件涂层 320
16.6.1 综述 320
16.6.2 有机涂层 320
16.6.2.1 油漆 321
16.6.2.2 磷酸-油脂涂层 321
16.6.2.3 固体薄膜有机涂层 321
16.6.3 无机或金属涂层 321
16.6.3.1 电镀涂层 321
16.6.3.2 热浸涂层 322
16.6.3.3 机械电镀 322
16.6.3.4 多种涂层工艺 323
16.6.4 复合涂层 323
16.6.5 评定耐腐蚀能力 325
16.6.6 镉镀层的替代物 327
习题 327
参考文献 328
第17章 已有节点预拉力的选择 331
17.1 需要的紧固力大小 331
17.1.1 要考虑的因素 331
17.1.1.1 节点滑移（Joint Slip） 332
17.1.1.2 自我松动（Self-Loosening） 332
17.1.1.3 压力荷载（Pressure Loads） 332
17.1.1.4 节点分离（Joint Separation） 333
17.1.1.5 疲劳（Fatigue） 333
17.1.2 设置紧固力上限 333
17.1.2.1 螺栓的屈服强度 333
17.1.2.2 螺纹破损强度 333
17.1.2.3 螺栓设计容许应力和装配应力限值 333
17.1.2.4 扭转应力影响 334
17.1.2.5 容许剪应力 334
17.1.2.6 应力腐蚀破坏 334
17.1.2.7 组合荷载 334
17.1.2.8 对节点部件的损害 334
17.1.2.9 节点部件的扭曲变形 335
17.1.2.10 垫圈压坏 335
17.1.3 紧固力限值总结 335
17.2 选择装配预拉力的简单方法 336
17.2.1 最好的指南：过去的经验 336
17.2.2 其次的选择：询问设计师 336
17.2.3 不重要的节点：没有以往经验 337
17.2.4 注意事项 337
17.2.5 如果需要做改进 338
17.2.6 重要节点预拉力的选择 338
17.3 工作紧固力的估计 339
17.3.1 基本假设 340
17.3.2 离散效应的组合 340
17.4 需要的和预期的螺栓拉力 345
17.5 分析中应该考虑的变量 347
17.5.1 概述 347
17.5.2 可能要考虑的因素 348
17.5.3 应该考虑的因素 348
17.6 ASTM F16.96 螺栓技术分会 349
17.7 一种更严格的方法 349
17.7.1 寻求真实精度的试验 350
17.7.2 相关方程 350
17.7.3 最小紧固力——几个例子 351
17.7.3.1 第一个例子——采用最不利情况的取值 351
17.7.3.2 第二个例子——采用统计组合值 352
17.7.3.3 第三个例子——采用平均值 353
17.7.3.4 第四个例子——采用反馈控制值 353
17.7.4 最大螺栓拉力 354
17.8 NASA太空飞船上预拉力选择方法 354
17.8.1 计算最大和最小预拉力 355
17.8.2 确认预拉力的计算 356
17.8.3 讨论 356
习题 356
参考文献 357
第18章 受拉节点设计 358
18.1 主要目标：可靠的节点 358
18.1.1 可靠螺栓节点的清单 358
18.2 典型的设计步骤 359
18.2.1 初始定义和规定 360
18.2.2 初步设计 360
18.2.3 荷载估算 360
18.2.4 审查初步布置：确定螺栓 360
18.2.5 需要的紧固力 361
18.2.5.1 最小紧固力 361
18.2.5.2 最大紧固力 361
18.3 现实中的节点设计 361
18.4 VDI节点设计方法 362
18.4.1 术语和单位 362
18.4.2 设计目标 364
18.4.3 常用方法 364
18.4.4 估算装配预拉力——最小和最大装配预拉力的初步估算 364
18.4.5 加上外荷载的影响 365
18.4.6 需要的紧固力足够好吗？ 366
18.4.7 进一步的考虑 366
18.4.7.1 螺栓静力强度 366
18.4.7.2 疲劳 367
18.4.7.3 承压应力 367
18.4.7.4 剪切应力 367
18.4.7.5 弯曲应力 367
18.4.7.6 偏心荷载 367
18.4.8 修改后的螺栓规范 368
18.5 一个实例 368
18.5.1 输入数据 368
18.5.2 计算 369
18.5.2.1 最大和最小装配预拉力 369
18.5.2.2 螺栓的静力强度 369
18.5.2.3 疲劳强度 369
18.5.2.4 接触应力 369
18.6 节点设计时要考虑的其他因素 370
18.6.1 螺纹强度 370
18.6.2 柔性螺栓 370
18.6.3 可操作性 370
18.6.4 剪切荷载和拉伸荷载 371
18.6.5 荷载放大效应 371
18.6.6 嵌入松弛最小化 371
18.6.7 不均匀温度膨胀 371
18.6.8 节点部件中其他应力 371
18.6.9 锁止装置 371
18.6.10 孔洞干涉 371
18.6.11 安全系数 371
18.6.12 选择装配扭矩 372
习题 372
参考文献 373
参考书目 373
第19章 受剪节点设计 376
19.1 概述 376
19.2 用于受剪节点的VDI法 377
19.3 受剪节点如何抵抗剪力 379
19.3.1 概述 379
19.3.2 滑移控制型节点 379
19.4 摩擦型节点的强度 381
19.4.1 概述 381
19.4.2 容许应力法 381
19.4.3 需要考虑的其他因素 382
19.4.4 钢结构中的滑移系数 383
19.4.5 算例 384
19.4.5.1 防止滑移所需的最小预拉力 385
19.4.5.2 可替代使用的容许应力法 386
19.5 承压型节点的强度 387
19.5.1 螺栓的抗剪强度 387
19.5.1.1 荷载在螺栓群中的分布 387
19.5.1.2 抗剪强度计算 388
19.5.2 节点板的抗拉强度 389
19.5.3 承压应力 389
19.5.4 撕裂强度 389
19.5.5 总结 390
19.5.6 承压型节点所需要的紧固力 390
19.6 偏心受剪节点 391
19.6.1 绕瞬时中心的转动 391
19.6.2 绕螺栓群形心的转动 391
19.6.2.1 确定螺栓群的形心位置 391
19.6.2.2 估算最远端螺栓的剪应力 392
19.7 容许应力法vs.荷载和抗力系数设计法 395
习题 395
参考文献 396
附录A单位和符号 397
附录B紧固件和螺栓节点相关术语 404
附录C螺栓信息和标准来源 415
附录D英制和米制单位换算 417
附录E英制和米制螺纹的有效截面面积，新的钢螺栓估算用的“典型”预拉力和扭矩 418
E.1 基本说明 418
E.2 对应不同润滑剂或应力水平的扭矩值 418
E.3 对应不同润滑剂和扭矩值的预拉力和应力 419
E.4 扭矩单位 419
附录F典型螺帽、螺纹和螺母长度 435
附录G缺漏的图表和公式 445
译后记 447