การตรวจสอบตามมาตรฐานของสลักเกลียวและสลักเกลียวอัดแรงล่วงหน้าตามมาตรฐานออสเตรเลีย

แรงในสลักเกลียวรวมถึงแรงงัดถูกกำหนดโดยการวิเคราะห์ไฟไนต์เอลิเมนต์ ความต้านทานของสลักเกลียวถูกตรวจสอบตามข้อกำหนดของมาตรฐาน

สลักเกลียว

สลักเกลียวถูกตรวจสอบตามบทที่ 9.2 การออกแบบสลักเกลียว แรงดึงและแรงเฉือนในสลักเกลียวแต่ละตัวถูกกำหนดโดยการวิเคราะห์ไฟไนต์เอลิเมนต์ แรงงัดถูกนำมาพิจารณาตามที่ข้อ 9.1.8 แนะนำ แรงงัดถูกกำหนดโดยการวิเคราะห์ไฟไนต์เอลิเมนต์ แต่ละระนาบแรงเฉือนถูกตรวจสอบแยกกัน แผ่นที่รับแรงกดถูกตรวจสอบเทียบกับผลรวมของแรงเฉือนที่ระนาบใกล้เคียง

สลักเกลียวรับแรงเฉือน

สลักเกลียวที่รับแรงเฉือนตามการออกแบบถูกออกแบบตาม Cl. 9.2.2.1 และต้องเป็นไปตาม:

\[ V_f^* \le \phi V_f \]

โดยที่:

• V_f* – แรงเฉือนตามการออกแบบ
• ϕ = 0.8 – ตัวประกอบกำลัง (ตาราง 3.4) แก้ไขได้ใน Code setup
• V_f = 0.62 f_uf A – กำลังรับแรงเฉือนระบุของสลักเกลียว
• f_uf – กำลังดึงต่ำสุดของสลักเกลียวตามที่ระบุในตาราง 9.2.1
• A – พื้นที่หน้าตัดของสลักเกลียวซึ่งเท่ากับ A_c หรือ A_o ซึ่งเป็นพื้นที่หน้าตัดที่เส้นผ่านศูนย์กลางเล็กสุดของสลักเกลียวตามที่กำหนดใน AS 1275 หรือพื้นที่หน้าตัดก้านเรียบระบุของสลักเกลียวตามลำดับ แต่ละระนาบแรงเฉือนถูกตรวจสอบแยกกัน

ค่าของ A_c ในซอฟต์แวร์ถูกประมาณด้วยฟังก์ชัน:

A_c = 0.0000163 · A_s² + 0.91682 · A_s − 0.85375

ความแตกต่างสูงสุดคือ 0.8 mm² หรือ 0.5 %

ตัวประกอบลดค่าที่ให้ไว้ในตาราง 9.2.2.1 เพื่อคำนึงถึงความยาวของการเชื่อมต่อแบบทับซ้อนด้วยสลักเกลียวเท่ากับ 1.0 การลดค่าถูกนำไปใช้โดยอัตโนมัติโดยการตรวจสอบสลักเกลียวแต่ละตัวแยกกัน

ตาม Cl. 9.2.2.5 สำหรับการเชื่อมต่อที่แผ่นเติมมีความหนาเกิน 6 mm กำลังรับแรงเฉือนระบุของสลักเกลียวต้องลดลง 15 % สำหรับการเชื่อมต่อที่มีหลายระนาบแรงเฉือน การลดค่าจะถูกนำไปใช้กับทุกระนาบแรงเฉือน

สลักเกลียวรับแรงดึง

สลักเกลียวที่รับแรงดึงตามการออกแบบถูกออกแบบตาม Cl. 9.2.2.2 และต้องเป็นไปตาม:

\[ N_{tf}^* \le \phi N_{tf} \]

โดยที่:

• N_tf* – แรงดึงตามการออกแบบ
• ϕ = 0.8 – ตัวประกอบกำลัง (ตาราง 3.4) แก้ไขได้ใน Code setup
• N_tf = A_s f_uf – กำลังรับแรงดึงระบุของสลักเกลียว
• A_s – พื้นที่หน้าตัดรับแรงดึงของสลักเกลียวตามที่ระบุใน AS 1275
• f_uf – กำลังดึงต่ำสุดของสลักเกลียวตามที่ระบุในตาราง 9.2.1

สลักเกลียวรับแรงเฉือนและแรงดึงร่วมกัน

สลักเกลียวที่ต้องต้านทานทั้งแรงเฉือนและแรงดึงตามการออกแบบในเวลาเดียวกันถูกออกแบบตาม Cl. 9.2.2.3 และต้องเป็นไปตาม:

\[ \left ( \frac{V_f^*}{\phi V_f} \right ) ^2 + \left ( \frac{N_{tf}^*}{\phi N_{tf}} \right ) ^2 \le 1.0 \]

โดยที่:

• ϕ = 0.8 – ตัวประกอบกำลัง (ตาราง 3.4) แก้ไขได้ใน Code setup

แผ่นรับแรงกด

แผ่นที่รับแรงกดตามการออกแบบเนื่องจากสลักเกลียวรับแรงเฉือนถูกออกแบบตาม Cl. 9.2.2.4 และต้องเป็นไปตาม:

\[ V_b^* \le ϕ V_b \]

โดยที่:

• ϕ = 0.9 – ตัวประกอบกำลัง (ตาราง 3.4) แก้ไขได้ใน Code setup
• \( V_b = 3.2 d_f t_p f_{up} \le a_e t_p f_{up} \) – กำลังรับแรงกดระบุของแผ่น
• d_f – เส้นผ่านศูนย์กลางของสลักเกลียว
• t_p – ความหนาของแผ่น
• f_up – กำลังดึงของแผ่น
• a_e – ระยะต่ำสุดจากขอบรูถึงขอบแผ่น วัดในทิศทางของส่วนประกอบของแรง บวกครึ่งหนึ่งของเส้นผ่านศูนย์กลางสลักเกลียว ขอบของแผ่นให้ถือว่ารวมถึงขอบของรูสลักเกลียวที่อยู่ติดกัน

การเชื่อมต่อแบบแรงเสียดทาน

สำหรับการเชื่อมต่อแบบแรงเสียดทาน การเลื่อนในสภาวะขีดจำกัดการใช้งานต้องถูกจำกัดและออกแบบตาม Cl. 9.2.3 สลักเกลียวเหล่านี้ควรถูกตรวจสอบในฐานะแบบรับแรงกดสำหรับสภาวะขีดจำกัดกำลังด้วย สลักเกลียวที่รับแรงเฉือนต้องเป็นไปตาม:

\[ V_{sf}^* \le ϕ V_{sf} \]

โดยที่:

• ϕ = 0.7 – ตัวประกอบกำลัง (บทที่ 3.5.5) แก้ไขได้ใน Code setup
• V_sf = μ N_ti k_h – กำลังรับแรงเฉือนระบุของสลักเกลียว
• μ = 0.35 – ตัวประกอบการเลื่อนตามที่ระบุในข้อ 9.2.3.2 แก้ไขได้ใน Code setup
• N_ti – แรงดึงต่ำสุดของสลักเกลียวขณะติดตั้งตามที่ระบุในข้อ 15.2.2.2

• k _h – ตัวประกอบสำหรับประเภทรูที่แตกต่างกัน ตามที่ระบุในข้อ 9.2.3.1 และ 14.3.2
  • k _h = 1 สำหรับรูมาตรฐาน (+2 mm สำหรับ d _f ≤ 24 mm, +3 mm ในกรณีอื่น)
  • k _h = 0.85 สำหรับรูแบบยาวสั้น (ความยาวรู ≤ max(1.33 d _f, d _f + 10 mm)) และรูขนาดใหญ่กว่ามาตรฐาน
  • k _h = 0.70 สำหรับรูแบบยาว

จำนวนผิวสัมผัสที่มีประสิทธิผล n_ei มีค่าเท่ากับ 1 เสมอ เนื่องจากแต่ละผิวสัมผัสถูกตรวจสอบแยกกัน

สลักเกลียวในการเชื่อมต่อแบบแรงเสียดทานที่รับแรงเฉือนและแรงดึงร่วมกันต้องเป็นไปตาม:

\[ \left ( \frac{V_{sf}^*}{ϕ V_{sf}} \right ) + \left ( \frac{N_{tf}^*}{ϕ N_{tf}} \right ) \le 1.0 \]

โดยที่:

• V_sf* – แรงเฉือนตามการออกแบบบนสลักเกลียวในระนาบของผิวสัมผัส
• N_tf* – แรงดึงตามการออกแบบบนสลักเกลียว
• ϕ = 0.7 – ตัวประกอบกำลัง (บทที่ 3.5.5) แก้ไขได้ใน Code setup
• V_sf – กำลังรับแรงเฉือนระบุของสลักเกลียว
• N_tf = N_ti – กำลังรับแรงดึงระบุของสลักเกลียวซึ่งเท่ากับแรงดึงต่ำสุดของสลักเกลียวขณะติดตั้ง

การเชื่อมต่อแบบแรงเสียดทานควรถูกตรวจสอบสำหรับสภาวะขีดจำกัดกำลังด้วย ควรเปลี่ยนประเภทสลักเกลียวเป็นแบบรับแรงกด – ปฏิสัมพันธ์แรงดึง/แรงเฉือน เพิ่มแรงกระทำตามความเหมาะสม และตรวจสอบจุดต่ออีกครั้ง