🔩 螺栓连接校核工具
Bolted Joint Verification (参考 VDI 2230 / ISO 898-1 简化方法)
预紧力 · 装配复合应力 · 残余夹紧与分离 · 横向滑移 · 疲劳 · 螺纹拉脱(攻丝/钢丝螺套/KATO) · 支承面压溃 · 热载荷 · 推荐扭矩窗口 · 等级对比 — 结果实时计算
① 螺纹与螺栓
ISO 898-1
螺纹规格
(预设自动填充 d/p/dw/孔径)
性能等级
4.6
4.8
5.6
5.8
6.8
8.8
9.8
10.9
12.9
自定义…
公称直径 d
mm
螺距 p
mm(细牙填实际值)
光杆受拉长度 Ls
mm(无光杆填0)
螺纹受拉长度 Lt
mm
光杆直径 d₀
mm(全螺纹≈d)
螺栓弹性模量 E_b
MPa
Rm
MPa
Rp0.2
MPa
Sp 保证载荷应力
MPa
螺栓刚度计入头部与旋合区弹性 (VDI 2230 替代长度 0.4d + 0.5d + 0.4d)
② 拧紧工艺
扭矩系数法 F=T/(K·d)
摩擦系数法 (VDI 2230 / ISO 16047)
拧紧力矩 T
N·m
扭矩系数 K
螺纹摩擦系数 μG
(复合应力也用)
支承面摩擦系数 μK
预紧力下偏系数
扭矩法常0.75
预紧力上偏系数
摩擦系数法:T = F_M·(0.1592·p + 0.5774·μG·d₂ + μK·D_km/2)。μ 参考:干态钢/钢 0.12~0.18,油润滑 0.10~0.14,涂 MoS₂ 0.08~0.12,干铝面偏高且散差大。
③ 工作载荷
连接总轴向载荷 F_total
N(可0)
螺栓数量 n_b
不均匀系数
最危险颗↑
单颗轴向力 Fa,max
N(直接改此值则忽略上面)
单颗轴向力下限 Fa,min
N(疲劳用)
单颗横向力 Fq
N(有止口填0)
接合面摩擦系数 μT
摩擦接合面数 q_F
滑移安全系数 S_G
最小残余夹紧需求 F_Kerf
N(密封/防松)
载荷引入系数 n
0.3~1,保守取1
沉降量 f_z
µm(3界面典型8~15;0=不计)
进行疲劳校核(Fa 在 Fa,min↔Fa,max 间交变)
螺纹滚压工艺
热处理前滚丝 (SV)
热处理后滚丝 (SG,疲劳↑)
④ 被连接件(母材)与刚度
母材材料预设
夹紧长度 l_k
mm(默认=Ls+Lt)
母材抗拉强度 Rm,m
MPa
母材屈服强度 Rp,m
MPa
母材抗剪强度 τ_u
MPa
母材弹性模量 E_m
MPa
母材热膨胀 α_m
1e-6/K
螺栓热膨胀 α_b
1e-6/K
温度变化 ΔT
K(升温为正)
母材剪切安全系数 S_m
铸件缺陷多取大
直接输入 C_m
锥体法估算 (Rötscher/VDI 简化)
被连接件刚度 C_m
N/mm
受压区外径 D_A
mm(法兰边距×2/凸台外径)
⑤ 内螺纹 / 螺纹啮合场景
钢丝螺套 + 轻合金母材
母材直接攻丝
标准钢螺母
啮合长度比 L_e/d
1
1.5
2
2.5
3
自定义
啮合长度 L_e
mm
⑥ 螺栓头/垫片支承面
支承外径 d_w
mm(有垫片填垫片外径)
通孔/支承内径 D_h
mm
许用面压 p_G
MPa(默认≈Rp,m/1.5)
⑦ 校核目标(高级)
装配利用率限值 ν
σred/Rp0.2
保证载荷利用率限值
推荐预紧/保证载荷比
扭矩窗口用
🖨 打印/导出校核报告
恢复默认参数
⚠️ 本工具为设计阶段快速校核(基于 VDI 2230 单螺栓简化模型与 ISO 898-1 数据)。铸件气孔缩松、涂层、温度、实际摩擦散差影响显著,关键连接必须以试验(拉脱/拧紧曲线/振动松脱)与材质证明书复核。材料预设为典型牌号参考值。
✅ 结论摘要
🔧 推荐拧紧扭矩窗口
📋 详细计算
⚖️ 性能等级对比
同一螺纹/摩擦条件,按 0.7·Sp 目标预紧
📖 符号与方法说明 / KATO 钢丝螺套推荐表