管片连接螺栓的作用原理

螺栓连接是通过螺栓与螺母配合形成的紧固元件。其抗剪作用是通过螺栓杆与孔壁互相挤压传力，抗拉作用是靠螺栓紧固后的预紧力。通过拧紧力使螺栓产生预紧力。预紧力的形成包括两个方面：一是螺纹接触面上的锁紧力；二是螺栓与螺母之间的摩擦力、螺母与紧固的管片端面的摩擦力。在螺母上施加一定的扭转力矩，使螺母转动，螺母通过螺纹斜面对螺杆做功，将螺杆轴向拉伸，螺杆在其弹性范围内会产生回缩，弹性回缩力即为预紧力。螺栓的螺纹斜面加工精度与润滑条件对拧紧力有直接影响。普通螺纹紧固件中，螺栓与螺母的受力变形使螺母各牙螺纹所承担的荷载不等，第一牙螺纹的承载量最大，约占总荷载的1/3，并逐牙同比递减。当螺母受力时，应力主要集中于第一牙与第二牙螺纹接触面。拧紧力较大时，第一牙螺纹产生弯曲和剪切变形，这样使第二牙螺纹承受应力并产生锁紧力。以此类推，螺母的承载负荷面将受力依次传递。

对于管片的连接螺栓作用，当外部荷载为零时，即环向与纵向没有发生各种因素引起的变形，紧固力等于螺栓的预紧力；而当管片受到外部荷载作用时，在荷载作用不足以抵消预紧力的范围内，预紧力不变，但紧固力会产生变化；只有当外部荷载作用大于螺栓的预紧力，造成螺栓产生拉伸，则紧固力为零。较高的预紧力对提高连接的可靠性是有利的。当然，过高的预紧力会造成相反的作用，带来一些不利的影响。