抗滑移系数试验

抗滑系数试验在金属材料中是一项比较重要的性能试验项目。在高强度螺栓以及钢结构的相关测试之中进行了广泛的应用。今天我们着重的谈一下浸镀锌螺栓与抗滑移系数链接件的安全问题展开相应的讨论。

为了探究螺栓抗滑移系数。本次试验选用了4款不同厂商生产的高强度螺栓进行试验。选用的材质包括黑件螺栓、热浸镀锌螺栓、机械镀锌螺栓。选定的螺栓强度等级是常见的8.8级与10,9级。

试验的测试材料分别是材质为Q345的表面除锈钢板，另一种是富锌涂料处理清洗之外有进行抛丸处理的钢板。以及4家厂商生产的不同工艺的相关螺栓。

   构件抗滑移系数测试的试验方案，主要研究钢板在不同螺栓防腐蚀条件和不同级别等条件下，构件抗滑移系数的差异性。

本次抗滑移试验的方案为，具体的试验步骤如下：取不同镀锌处理的螺栓一测试扭矩系数一计算需要施加的扭矩一螺栓和钢板装配成测滑移系数的试件一测试试件发生滑移时的荷载一计算抗滑移系数。

由表2可知，厂家一、厂家三和厂家四黑件螺栓的扭矩系数均符合标准要求的0．11～0．15范围，但是热浸镀锌螺栓和机械镀锌螺栓的扭矩系数均远超过该范围。

理论施加扭矩T的大小按照T—kDP计算，(式(1))。根据GB 502O5—2001，8．8S螺栓的预拉力标准值为150 kN，10.9s螺栓的预拉力标准值为210 kN 。抗滑移系数是根据试验所得的滑移荷载N 、螺栓预拉力P的实测值和摩擦面个数，按下式计算所得：

抗滑移系数测试结果见表5。

由表5扭矩系数和施加扭矩数据可见，根据螺栓种类不一样，其扭矩系数差异很大，而根据扭矩系数计算的拧紧螺栓所需施加的扭矩差异也很大，如8．8S黑件螺栓需施加的扭矩为470 N •in，而8．8S热浸镀锌螺栓和机械镀锌螺栓拧紧扭矩分别为1 450 N•ITI和1 030 N•ITt，较黑件螺栓高出很多。

   相对应的10．9S黑件螺栓拧紧扭矩为640 N •1TI，10．9s热浸镀锌螺栓和机械镀锌螺栓拧紧扭矩分别为1 300 N•m和2 030 N •m。拧紧10．9S机械镀锌螺栓时，施加的扭矩过大，导致螺栓被拧断，

   根据构件的滑移荷载，计算出构件的抗滑移系数。抗滑移系数呈现的规律如下：

1)相同防腐处理后的钢板与不同螺栓组成构件，其抗滑移系数均趋于一稳定范围，如热浸镀锌钢板与黑件螺栓、热浸镀锌螺栓或机械镀锌螺栓组成构件，抗滑移系数的范围为0．17～0．23；而富锌涂料处理的钢板，采用上述3种螺栓紧固后，抗滑移系数为0．31～0．39。

2)钢板的防腐处理方式不一样，构件的抗滑移系数差异很大。在相同紧固螺栓的连接下，富锌涂料处理钢板构件的抗滑移系数较热浸镀锌处理钢板构件的高。其原因是富锌涂料处理后，钢板表层含锌层的颗粒粗大，而热浸镀锌使钢板表层含锌层呈现连续分布的光滑层面，如图6所示。

3)相同的防腐处理钢板，采用不同的螺栓拧紧，测试出的抗滑移系数也存在差异。主要原因是，施加的扭矩值是按照螺栓扭矩系数的平均值计算所得的，而扭矩系数的离散性较大(即标准差比较大)，因此在同一个构件中施加相同扭矩时每个螺栓所获得的预拉力值差异也很大。这将会导致在同一构件中有的螺栓过拧，有的螺栓欠拧。