一、VDI2230-緊固件知識(shí)領(lǐng)域的獨(dú)門利器

緊固件，確切地說螺栓，是人類文明得以發(fā)展至今的必不可少的利器。自從兩千多年前螺栓出現(xiàn)到現(xiàn)在，凡是有工業(yè)化的地方就有機(jī)械，凡是有機(jī)械的地方就有螺栓。毋庸置疑，在工業(yè)領(lǐng)域，螺栓、軸承、非標(biāo)件已經(jīng)成為所有機(jī)械設(shè)備的細(xì)胞。在日常生活中，螺栓的身影無處不見。但是，關(guān)于螺栓的知識(shí)以及學(xué)習(xí)資料卻非常零散而且深?yuàn)W，對(duì)緊固件熟悉的工程師都會(huì)有一個(gè)迫切的需求，那就是有沒有一門學(xué)科或是一個(gè)軟件，把緊固件的知識(shí)進(jìn)行一個(gè)有條理的匯總。那么VDI2230順勢而生。

VDI是德國工程師協(xié)會(huì)簡稱，Verein Deutscher ingenieure, 而VDI2230是其提出的專門針對(duì)螺栓的研究的學(xué)科。VDI2230分為上下兩冊(cè)：上冊(cè)，VDI2230-1主要研究單螺栓聯(lián)接接頭；而下冊(cè)，VDI2230-2研究多螺栓接頭按照不同的排布方式情況下，總的外載荷如何在各個(gè)接頭上進(jìn)行分配。從研究的內(nèi)容來看，單螺栓也就是VDI2230-1研究的內(nèi)容占據(jù)99%的重點(diǎn)和難點(diǎn)， VDI2230-2是對(duì)VDI2230-1的補(bǔ)充。

VDI2230的理論基礎(chǔ)是數(shù)學(xué)和力學(xué)，微積分，理論力學(xué)，材料力學(xué)，彈性力學(xué)。以螺栓和被加緊件整體為研究對(duì)象，根據(jù)材料的線彈性變形特性和胡克定律進(jìn)行變形和受力分析。以保證接頭聯(lián)接可靠和螺栓抵抗各種工況下各種失效形式的能不會(huì)發(fā)生為目標(biāo)，通過五大安全系數(shù)來保證，通過計(jì)算合適的預(yù)緊力和預(yù)緊力矩來實(shí)現(xiàn)。

作為VDI2230的輔助手段，有時(shí)借助一些計(jì)算工具可以在VDI2230的某些計(jì)算步內(nèi)快速地得到某些參數(shù)，但是類似于高等數(shù)學(xué)與計(jì)算器的關(guān)系，VDI2230是一門學(xué)科，而任何軟件都僅僅是一個(gè)工具。VDI2230是從物理（力學(xué)）的角度出發(fā)，從根據(jù)上解決緊固件與被其夾緊的接頭的受力表現(xiàn)問題，是獨(dú)一無二的。并且VDI2230考慮了方方面面的因素，包括設(shè)計(jì)、制造、安裝、應(yīng)用，更將這些影響因素有機(jī)地結(jié)合成為一套完整的、標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)算流程?？梢哉f是緊固件知識(shí)領(lǐng)域的獨(dú)門利器。

二、VDI2230-1:2003和VDI2230-1:2015的差別：

VDI2230理論是一個(gè)逐漸完善的理論體系，到2020年已經(jīng)數(shù)次版本升級(jí)，最近一次版本升級(jí)是在2015年，主要更新內(nèi)容：

TTJS載荷分配系數(shù)計(jì)算公式的修正。即ESV, TTJ聯(lián)接情況下需要分子增加一項(xiàng)

包括了工作狀態(tài)下的應(yīng)力分析，（當(dāng)此工作狀態(tài)下的應(yīng)力超出屈服極限或是預(yù)緊時(shí)超過了彈性極限）包括于最小預(yù)緊力或最小夾緊力對(duì)應(yīng)的計(jì)算。

增加了由屈曲（失穩(wěn)）引起的螺栓載荷的特例。

被聯(lián)接件分界面間摩擦系數(shù)數(shù)值更加細(xì)化。（表A6，第115頁，從DIN7190中直接引用，而DIN7190也是更新到最新的2017年2月的版本）

緊固方法更加多樣化，緊固系數(shù)（力矩分散系數(shù)）值優(yōu)化更新。（表A8， 第114 頁）

材料特性信息（表A9）更新

包括螺紋旋合長度的計(jì)算（針對(duì)螺紋牙受剪力有剝離風(fēng)險(xiǎn)時(shí)）。

螺紋旋合有效長度增量的增加，并計(jì)算出與總旋合長度的差別。

典型零部件材料的剪切強(qiáng)度特性信息進(jìn)一步擴(kuò)充。（表6，第101頁）更與螺栓、螺母、箱體螺紋孔制造工藝分類一致。

其它變化：

將由被加緊件部分脫開導(dǎo)致的螺栓應(yīng)力增加量的近似計(jì)算方法移到附錄D中。

在表A7（第117頁）的初選螺栓過程中，涉及到工具影響因素的步驟中，加入了氣動(dòng)扳手這一選項(xiàng)。

表面噴涂及處理不適用于嵌入作用影響的計(jì)算方法，這一點(diǎn)給與明確。

增加了由于relaxation（松弛）作用引起的預(yù)緊力損失的更多的信息。

當(dāng)有動(dòng)態(tài)的橫向外力作用于分界面時(shí)， 推薦使用滑動(dòng)摩擦系數(shù)來考慮預(yù)緊力。（滑動(dòng)摩擦系數(shù)一般小于最大靜摩擦系數(shù)，因此計(jì)算得到的需要的預(yù)緊力將會(huì)更大）

注明了計(jì)算載荷引入系數(shù)時(shí)延長套的作用需要考慮。

明確定義了梁狀接頭的形式。

定義了塑性阻力矩來進(jìn)行強(qiáng)度分析，以把周圍支撐部分材料的影響考慮進(jìn)去。

對(duì)近似附加熱載荷計(jì)算方法的使用加以限制。

對(duì)熱處理之后再進(jìn)行滾壓的螺栓的有限壽命計(jì)算方法的修正。

增加了關(guān)于材料強(qiáng)度驗(yàn)證方法的內(nèi)容。

清晰定義了通過旋轉(zhuǎn)和直接拉伸兩種預(yù)緊方法的區(qū)別。增加了液壓預(yù)緊、無摩擦預(yù)緊、無力矩預(yù)緊的內(nèi)容。

5.5.5.1節(jié) 圖36中， 旋合長度選取指導(dǎo)中包括進(jìn)了不考慮額外增量時(shí)所需旋合長度值。

更新、改進(jìn)了一些關(guān)于計(jì)算和處理預(yù)緊力數(shù)值的內(nèi)容。

算例內(nèi)容的排布更新。

參考文獻(xiàn)更新；印刷錯(cuò)誤更正；章節(jié)重排；字母符號(hào)意義的解釋放在正文前。

三、 VDI2230與其它標(biāo)準(zhǔn)的聯(lián)合使用：

3.1螺栓規(guī)格、材料、強(qiáng)度信息等關(guān)于螺栓自身的各種標(biāo)準(zhǔn)

3.2 螺栓計(jì)算所需的各種標(biāo)準(zhǔn)

責(zé)任編輯：lq