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预紧力在螺栓疲劳断裂中扮演的重要角色

2020-05-26 14:34:55 

一、什么叫预紧力?

所谓预紧力,就是在安装螺栓时,预先作用在螺栓上的一个力,其作用是使螺栓受力变形,把紧固件结合在一起,同时防止受到冲击时螺栓断裂。预紧力的作用,主要是消除因加工误差产生间隙,保证螺纹配合的接触面积。再有就是当螺栓受剪力时,螺栓孔一般情况下与螺栓有间隙,为了保证受剪力时连接可靠,要保证连接零件之间的摩擦力。

二、预紧力的应用

绝大多数螺纹在联接时都要预紧,目的在于增强联接的刚性、紧密性、防松及防滑。预紧力的控制,又是确保螺纹联接质量的关键。过大或过小的预紧力均是有害的,所以预紧力的大小、准确度都十分重要。常用的方法有力矩法、螺母转角法、螺栓预伸长法、特殊垫圈法等。

三、不适当的预紧力可引起一系列不良后果

若螺纹紧固件拧得过紧,即预紧力过大,则螺栓可能被拧断,联接件被压碎、咬粘、扭曲或断裂,也可能螺纹牙被剪断而脱扣。

若预紧力不足,被联接件将出现滑移,从而导致被联接件错位、歪斜、折皱,甚至紧固件被剪断;预紧力不足将会导致接合面泄漏,如压力管道漏水、发动机漏气,甚至导致两被联接件分离。预紧力不足还将引起强烈的横向振动,致使螺母松脱。

大多数螺栓因疲劳而失效。减小预紧力虽然能使螺栓上循环变化的总载荷的平均值减小,但却使载荷变幅增大,因此,总的效果大多数是使螺栓疲劳寿命下降。

四、专业的紧固与检测

浙江国检检测可以依据客户螺纹联接要求,检测实际预紧力,摩擦系数,是否能达到预期。按照螺纹紧固件实际应用,一方面运用有限元分析,观察不同预紧力下联接端面的应变变化;一方面进行疲劳试验,检测不同预紧力下的疲劳寿命。综合分析,得出代表性、专业的数据和报告,证明预紧力扮演角色的重要性。

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