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螺栓疲勞強度降低的原因有哪些?
螺栓連接是機械制造與機械設(shè)備安裝中廣泛應(yīng)用的一種聯(lián)接形式。但是,由于人們對于螺栓的疲勞破壞不易發(fā)現(xiàn),又很難預(yù)防,多年來,因螺栓的疲勞斷裂而造成重大事故在國內(nèi)處時有發(fā)生。因此,對于螺栓的破壞研究也越來越被人們所重視。螺栓疲勞強度降低的原因如下:
(1)車削螺紋時,將毛坯外部質(zhì)量好的金屬車掉,而剩下的質(zhì)量較差的金屬部分作為螺栓桿,沒有合理地利用較好的金屬結(jié)晶,使螺紋強度降低。
(2)由于在螺紋根部有很小的加工圓角及較大的應(yīng)力梯度的存在,造成應(yīng)力集中現(xiàn)象。
(3)螺紋根部的表面粗糙度值比螺紋斜面部位的表面粗糙值高。
(4)車削螺紋有刀痕互相平行且與螺紋軸線垂直,在刀痕之間存在微觀裂紋。 由于車削螺栓的螺紋在其根部,同時存在上述影響疲勞強度的因素,若有交變載荷便會首先產(chǎn)生疲勞源,加速螺栓疲勞破壞。
螺栓的排列及螺栓間距要求?
螺栓排列分為并列和錯列,并列——螺栓排列簡單、整齊、緊湊,所用連接板尺寸小,但構(gòu)件截面削弱大;錯列——螺栓排列不緊湊,所用連接板尺寸大,構(gòu)件截面削弱小。 螺栓邊距和中距不宜太大,防止板件間因貼合不密,潮氣侵入而腐蝕鋼材;受拉構(gòu)件,中距和邊距太小時,對連接板截面削弱太多,有可能沿直線或折線發(fā)生凈截面破壞,被連接鋼材被剪壞;受壓構(gòu)件,沿作用力方向螺栓間距過大,被連接板件間容易凸曲。
螺栓抗剪連接工作時的工作性能?
抗剪連接是常見的螺栓連接形式,經(jīng)過抗剪試驗可得試件上a、b兩點間的相對位移與作用力間的關(guān)系曲線。從加載到構(gòu)件破壞總共經(jīng)過四個階段。 1)摩擦傳力彈性階段(O1斜直線段):荷載靠板件間接觸面的摩擦力傳遞,螺栓桿與孔壁間的間隙保持不變,處于彈性階段此階段很短,可略去不計。 2)相對滑移階段(12水平線段):荷載增大,剪力達到摩擦力較大值,板件間產(chǎn)生相對滑移,直至螺栓桿與孔壁接觸。 3)彈塑性階段(23曲線):螺栓桿除受剪力外,還承受彎矩和軸向拉力,孔壁受到擠壓。達到“3”點時,螺栓或連接板達到彈性極限。 4)破壞階段(34曲線):此階段即使給荷載很小的增量,連接的剪切變形也迅速加大,直到連接的破壞。曲線的高點“4”所對應(yīng)的荷載即為極限荷載。