本书围绕轨道车辆用高强度紧固件连接计算与工程应用展开,系统介绍轨道车辆常用连接工艺,高强度螺栓和环槽铆钉的结构特点、失效模式及设计校核方法,重点解读VDI 2230、DVS EFB 3435-2等标准中关于紧固件柔度、被夹紧件柔度、载荷系数、预加载荷、应力与强度校核等关键内容。书中将机械设计算法与标准算法进行对比分析,并给出编程计算思路和典型轨道车辆工程实例,便于读者理解标准条文并掌握实际计算流程。 本书特色在于标准解读与工程案例相结合,理论分析与计算方法相结合,具有较强的工程实用性和可操作性。适合轨道车辆结构设计、强度校核、紧固件连接设计及可靠性评估相关工程技术人员使用,也可供车辆工程、机械设计、结构强度等专业研究生和科研人员参考。

1　引论 1.1　轨道车辆中连接工艺概述 001 1.1.1　螺纹连接 001 1.1.2　键连接 004 1.1.3　无键连接 008 1.1.4　铆接 010 1.1.5　焊接 011 1.1.6　胶接 012 1.1.7　过盈连接 013 1.2　轨道车辆常用高强度紧固件类型与特点 015 1.2.1　环槽铆钉 016 1.2.2　高强度螺栓 019 1.2.3　高强度螺栓的连接工艺 022 1.3　高强度紧固件连接的失效分析与研究现状 023 1.3.1　失效分析 023 1.3.2　研究现状 025 1.4　本书的研究目的、内容与结构安排 026 1.4.1　研究目的 026 1.4.2　研究内容 026 1.4.3　本书的结构安排 027 1.5　本章小结 028 2　高强度紧固件基础知识及其校核标准 2.1　紧固件的制备工艺 029 2.1.1　冷拔工艺 029 2.1.2　成形工艺 030 2.1.3　螺纹加工工艺 030 2.2　高强度螺栓连接技术 030 2.2.1　工作原理与装配工艺 030 2.2.2　失效模式 034 2.3　高强度环槽铆钉连接技术 038 2.3.1　工作原理与装配工艺 038 2.3.2　失效模式 038 2.4　主流设计与校核标准概述 039 2.4.1　VDI 2230：2015 标准概述 040 2.4.2　DVS EFB 3435-2 标准概述 041 2.5　本章小结 043 3　紧固件受力与变形分析及设计计算原则 3.1　机械设计中单紧固件连接的设计计算 044 3.1.1　仅受预加载荷的紧螺栓连接 044 3.1.2　受预加载荷和轴向工作载荷的紧螺栓连接 046 3.1.3　单螺栓连接的设计计算 049 3.2　紧固件连接的受力分析与设计计算原则 050 3.2.1　单螺栓连接受力与变形 050 3.2.2　同心夹紧单紧固件连接 053 3.2.3　偏心夹紧单紧固件连接 053 3.2.4　单紧固件连接设计计算原则 056 3.3　两种方法对比分析 057 3.4　本章小结 060 4　紧固件连接系统的柔度 4.1　紧固件的柔度 061 4.1.1　高强度螺栓的柔度 061 4.1.2　高强度环槽铆钉的柔度 064 4.2　等效变形锥与被夹紧件的柔度 065 4.2.1　被夹紧件压应力作用域等效形体的引入 065 4.2.2　等效变形锥 067 4.2.3　被夹紧件柔度计算 067 4.3　柔度的编程计算 077 4.3.1　紧固件柔度编程计算 077 4.3.2　被夹紧件柔度编程计算 079 4.4　本章小结 088 5　载荷系数和附加螺栓载荷 5.1　紧固件系统的轴向工作载荷 089 5.2　载荷引入系数 090 5.2.1　载荷引入系数的基本原理 091 5.2.2　载荷引入系数的确定步骤 094 5.3　载荷引入系数编程计算 097 5.4　载荷系数的定义 099 5.4.1　机械设计算法中的螺栓相对刚度系数 099 5.4.2　VDI 算法中的载荷系数——相对柔度系数 100 5.5　不同夹紧状态和加载状态下的载荷系数 101 5.6　不同夹紧状态和加载状态下的附加载荷 102 5.7　偏心加载情况下不同连接的剥离线 104 5.8　载荷系数编程计算 108 5.9　本章小结 110 6　预加载荷 6.1　机械设计算法中预加载荷的分析计算 111 6.2　VDI 算法中预加载荷的分析计算 113 6.2.1　最小夹紧载荷 113 6.2.2　预加载荷的变化 114 6.2.3　装配预加载荷和拧紧扭矩 115 6.2.4　液压无摩擦和无扭矩拧紧 119 6.2.5　最小装配预加载荷 119 6.3　VDI 算法中预加载荷编程计算 120 6.4　本章小结 124 7　应力与强度校核 7.1　机械设计算法中的应力和强度校核 125 7.1.1　装配应力 125 7.1.2　工作应力 126 7.1.3　交变应力 126 7.1.4　连接零部件的表面压力 127 7.1.5　螺纹旋合长度 127 7.2　VDI 算法中的应力和强度校核 128 7.2.1　装配应力 128 7.2.2　工作应力 132 7.2.3　交变应力 136 7.2.4　螺栓头部和螺母支承面的表面压力 137 7.2.5　螺旋旋合长度 138 7.2.6　横向承载能力 140 7.3　应力与强度校核编程计算 142 7.4　本章小结 152 8　提高紧固件连接工作可靠性的方法 8.1　螺栓连接的防松脱设计 153 8.1.1　松动机理分析 153 8.1.2　提高连接可靠性的方法 154 8.2　提升螺栓连接疲劳强度的设计方法 158 8.3　装配工艺的质量控制 160 8.4　在役检测与维护策略 162 9　轨道车辆典型紧固件连接工程实例分析 9.1　某头车底架安装设备连接螺栓安装强度校核案例 163 9.1.1　连接螺栓强度评价标准 163 9.1.2　连接螺栓布置及编号 164 9.1.3　基于VDI 2230-2014 的连接螺栓强度校核 165 9.1.4　结论 175 9.2　某地铁车下制动电阻安装螺栓强度分析案例 176 9.2.1　制动电阻螺栓强度校核计算过程 176 9.2.2　结论 185 9.3　某智能城际动车组变压器设备连接螺栓安装强度校核案例 186 9.3.1　连接螺栓布置及编号 186 9.3.2　基于VDI 2230-2014 的连接螺栓强度校核 187 9.4　本章小结 205 参考文献