密封螺栓的模糊许用可靠度与安全系数.pdf

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1、设备设计／诊断维修／再制造现代制造工程（ＭｏｄｅｒｎＭａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ）２０１４年第１０期倡密封螺栓的模糊许用可靠度与安全系数１，２２１１１１刘小宁，刘岑，刘兵，袁小会，吴元祥，李清（１武汉软件工程职业学院机械工程学院，武汉４３０２０５；２武汉工程大学机电工程学院，武汉４３０２０５）摘要：基于静强度模糊-载荷随机模型，确定密封螺栓静强度在不同工况的模糊许用可靠度，探讨按模糊许用可靠度确定安全系数的方法。研究结果表明：１）密封螺栓在液压试验、气压试验和正常操作工况时，屈服强度的模糊许用可靠度分别为０．９８３１４、０．９９８５４和０．９９８５４，抗拉强

2、度的模糊许用可靠度分别为０．９９９９８４、０．９９９９９９９３４和０．９９９９９９９３４；２）基于满足模糊许用可靠度，密封螺栓屈服安全系数应不小于１．７０，抗拉安全系数应不小于２．１５。关键词：密封螺栓；静强度；模糊许用可靠度；安全系数中图分类号：Ｕ２１３．５＋２；Ｕ４６４．１３３＋２文献标志码：Ａ文章编号：１６７１—３１３３（２０１４）１０—０１３４—０４Safetyfactorofsealboltbasedonfuzzyallowablereliability１，２２１１１１ＬｉｕＸｉａｏｎｉｎｇ，ＬｉｕＣｅｎ，ＬｉｕＢｉｎｇ，ＹｕａｎＸｉａｏｈｕｉ，ＷｕＹｕａｎｘｉａｎｇ

3、，ＬｉＱｉｎｇ（１ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＷｕｈａｎＰｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃＣｏｌｌｅｇｅｏｆＳｏｆｔｗａｒｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｗｕｈａｎ４３０２０５，Ｃｈｉｎａ；２ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌａｎｄＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＷｕｈａｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｗｕｈａｎ４３０２０５，Ｃｈｉｎａ）Abstract：Ｂａｓｅｄｏｎｍｏｄｅｌｏｆｓｔａｔｉｃｓｔｒｅｎｇｔｈ-ｆｕｚｚｙａｎｄｌｏａｄ-ｓｔｏｃｈａｓｔｉｃ，ｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ｔｈｅｆｕｚｚｙａｌｌ

4、ｏｗａｂｌｅｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙｏｆｓｅａｌｂｏｌｔｓｔａｔｉｃｓｔｒｅｎｇｔｈｗａｓｄｅｔｅｒｍｉｎｅ，ｔｈｅｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎｓａｆｅｔｙｆａｃｔｏｒａｎｄｆｕｚｚｙａｌｌｏｗａｂｌｅｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙｗａｓｅｘｐｌｏｒｅｄ．Ｔｈｅｒｅ-ｓｅａｒｃｈｉｎｇｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔ：１）Ｆｏｒｓｅａｌｂｏｌｔ，ｉｎｈｙｄｒａｕｌｉｃｐｒｅｓｓｕｒｅｔｅｓｔｓ，ｇａｓｐｒｅｓｓｕｒｅｔｅｓｔｓａｎｄｄｕｒｉｎｇｎｏｒｍａｌｏｐｅｒａｔｉｏｎｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ｙｉｅｌｄｓｔｒｅｎｇｔｈｆｕｚｚｙａｌｌｏｗａｂｌｅｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙｉｓｅｑｕ

5、ａｌｔｏ０．９８３１４，０．９９８５４ａｎｄ０．９９８５４，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ；ｔｅｎｓｉｌｅｓｔｒｅｎｇｔｈｆｕｚｚｙａｌｌｏｗａ-ｂｌｅｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙｉｓｅｑｕａｌｔｏ０．９９９９８４，０．９９９９９９９３４ａｎｄ０．９９９９９９９３４，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．２）Ｂａｓｅｄｏｎｍｅｅｔｉｎｇｔｈｅｆｕｚｚｙａｌｌｏｗａｂｌｅｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ，ｆｏｒｓｅａｌｂｏｌｔ，ｙｉｅｌｄｓａｆｅｔｙｆａｃｔｏｒｓｈｏｕｌｄｂｅｎｏｔｌｅｓｓｔｈａｎ１．７０ａｎｄｔｅｎｓｉｌｅｓａｆｅｔｙｆａｃｔｏｒｓｈｏｕｌｄｂｅｎｏｔｌｅｓｓｔｈａｎ２．１５．Keywords

6、：ｓｅａｌｂｏｌｔ；ｓｔａｔｉｃｓｔｒｅｎｇｔｈ；ｆｕｚｚｙａｌｌｏｗａｂｌｅｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ；ｓａｆｅｔｙｆａｃｔｏｒ本文考虑密封螺栓静强度与载荷的不确定性，基０引言于静强度模糊-载荷随机模型，确定密封螺栓强度在不密封螺栓是压力容器密封结构的常用紧固件，其同工况时的模糊许用可靠度，探讨安全系数与模糊许静强度是屈服强度与抗拉强度的统称。密封结构的用可靠度确定的关系，为建立密封螺栓静强度的不确可靠性是关系到人民生命、财产和环境安全的重要问定性设计方法解决了一个重要问题。题，因此人们对螺栓静强度是否可靠十分关心。我国［１-２］１基本方法标准采用确定性方法规范密封螺栓设计，即将

7、螺栓屈服强度和载荷视作确定量，根据螺栓材料采用相１．１基本理论应屈服安全系数，计算螺栓小径并确定螺栓规格。密封螺栓静强度的模糊可靠度，是指其模糊屈服工程实践表明，密封螺栓的屈服强度、抗拉强度强度或模糊抗拉强度大于载荷的概率，模糊许用可靠［１-２］和载荷具有不确定性，因此，基于我国标准中确定性度是指中国标准可接受的可靠度。由于密封螺栓设计方法的长期应用基础，建立密封螺栓静强度的不的工况分为预紧、耐压试验和正常操作，因此其模糊确定性设计方法是值得研究的课题，有关人员对此进许用可靠度应按不同工况进