螺母疲劳断裂应力分析

螺栓疲劳应力分析

螺栓在装配紧固后，受到拉-拉交变载荷时，外表面应力远远高于心部应力，疲劳裂纹形核大多数发生在应力集中或危险截面的头下圆角处、细杆处、螺纹底径等表面，这些地方原材料冶金缺陷或加工缺陷是疲劳裂纹形核择优位置，疲劳裂纹有时也会在亚表面冶金缺陷如夹杂疏松处形核。

螺栓在扭转应力作用下产生紧固作用而受拉应力，如果扭转应力过大，在危险截面处或应力集中处萌生微裂纹，扭转应力太大会使螺栓过载发生塑性扭断或脆断；或者，微裂纹在拉-拉交变应力作用下，裂纹扩展，最后疲劳破断。

 螺栓和螺母紧固时的受力分析

通过紧固件把物件用螺栓和螺母进行紧固，通常采用扭转力把螺母拧紧。扭转螺母使螺栓发生紧固作用，螺栓会因受力而发生微量变形，螺栓抵抗变形而产生轴向力，这个轴向力产生紧固和固定部件的作用。

扭转螺母使螺栓断裂所需的力与用拉力机把螺栓拉断所需的载荷不同，扭转螺母时，使螺栓断裂的力较小，约为抗拉力的80﹪左右，这是由于在螺栓的牙底添加了因扭转而引起的剪切应力的原因。在使用中，螺母基本上受压应力和扭转摩擦力，绝大多数情况都是螺栓（螺钉）坏了，螺母还是好的，因此，螺母与配套使用的螺栓相比，一般情况要低一个强度级别。

对自锁螺母，除压应力、摩擦力外还受到螺栓拧入的作用力，紧固时，螺母收口端短轴受拉应力，长轴受压应力。