介绍
在VDI 2230的第三个案例中，看到了一个很有意思的例子。图中一个空心的螺栓用来连接飞轮和曲柄轴，螺栓与飞轮中间有一个垫片，可用来调整预紧量。
案例中，并没有说明其使用场景，这个螺栓看上去并没有走线或者拆卸的特殊需求。笔者猜测这里应该对螺栓进行了柔性设计，旋转体受到离心力，如果实心螺栓，在转速较高的情况下，螺栓的径向变形小，而飞轮的变形大，飞轮松开，预紧力丢失，螺栓容易松动。
那么将螺栓做柔，高速旋转下，当螺栓径向变形大于飞轮和曲柄轴，螺纹间会形成自锁，这样转速越高，螺栓的预紧力反而更强。
节点相关尺寸如下：
建模
因为空心螺栓的截面积变小，螺栓所打的预紧力必然减小，VDI2230为修正后的预紧下螺栓的轴向力，引入了内径$d_b$的影响。
当内径$d_b$为0时，与原始公式等价：
笔者在Baffalo中引入了空心螺栓的修正：
inputStruct1.d=27;
inputStruct1.l=36;
inputStruct1.lk=7;
inputStruct1.dh=29;
inputStruct1.d0=16;
paramsStruct1.ThreadType=2;
paramsStruct1.alphaA=1.6;
paramsStruct1.MuG=0.1;
paramsStruct1.MuK=0.1;
paramsStruct1.Nut=0;
paramsStruct1.NutWasher=0;
paramsStruct1.Washer=1;
paramsStruct1.BoltType=0;
paramsStruct1.Strength='8.8';
M27Bolt= bolt.Bolt(paramsStruct1, inputStruct1);
M27Bolt= M27Bolt.solve();
Plot2D(M27Bolt);
Plot3D(M27Bolt);
目前我还不能够自由的定义螺栓形态，在kisssoft中的螺栓截面定义需要做一些改正以方便对比，将自定义螺杆处的直径改为螺纹中径25.1236.
同时把嵌入两改为0mm, 此时计算得到的最大预紧力为169kN，计算结果基本一致。
节点计算
S=RMaterial('Basic');
Mat=GetMat(S,38);
inputStruct2.Bolt=M27Bolt;
inputStruct2.DA=48;
inputStruct2.DA1=72;
inputStruct2.FAmax=0;
inputStruct2.FAmin=0;
inputStruct2.Clamping=[7,1];
inputStruct2.MT=110000;
inputStruct2.ra=19.5;
paramsStruct2.MuT=0.1;
paramsStruct2.Material=Mat;
paramsStruct2.JointType='SV1';
BoltJoint=bolt.BoltJoint(paramsStruct2, inputStruct2);
BoltJoint= BoltJoint.solve();
disp(BoltJoint.capacity.SF)
disp(BoltJoint.capacity.SG)
PlotCapacity(BoltJoint)
计算得到的安全系数如下：
SF:
1.1373
SG:
1.8582
参考文献
[1] VDI2230_blatt_1_2015
[2] https://www.feacat.com/2025/05/29/BoltJoint/
本网站基于Hexo 3-Hexz主题生成。如需转载请标注来源,如有错误请批评指正,欢迎邮件至 392176462@qq.com