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螺栓斷裂的原因....

點擊數:1742021-08-20 13:59:09 

螺栓斷裂的原因....

緊固件螺栓斷裂的原因有多種多樣,歸納來說,一般螺栓的損壞由應力因數、疲勞、腐蝕和其他原因形成。

1.外力因數

超過常規應力(超應力)由剪切、拉伸、彎曲和壓縮中的任一個或其組合而產生。大多數設計人員首先考慮的是拉伸負荷、預緊力和附加實用載荷的組合。預緊力基本是內部的和靜態的,它使接合組件受壓。

實用載荷是外部的,--般是施加在緊固件上的循環(往復)力。拉伸負荷試圖將接合組件抗開。當這些負荷超過螺栓的屈服極限時,螺栓從彈性變形變為塑性區,導致螺栓永久變形,因此在外部負荷除去時不能再恢復原先的狀態。類似原因,如果螺栓上的外負荷超過其極限抗拉強度,螺栓將斷裂。

2.疲勞

現在工業緊固件的有關條例,沒有專門立法指示供應商必須采購符合工業標準的關鍵元件,特別是沒有提到造成緊固件失效的主要原因一一疲勞。 疲勞造成的損壞估計要占到緊固件失效的總量的85%。

螺栓中的疲勞是循環拉伸負荷的不斷作用,這樣螺栓受到比較小的預緊力和交變工作負荷的作用。在長期受到這類雙重負荷情況下,螺栓在小于它們額定抗拉強度下就會造成失效。疲勞壽命取于加載應力循環的次數和振幅。有些受壓的聯接件.如壓機、沖壓設備和模壓機械中也可能存在疲勞斷裂。操作時的動力與預緊力之間產生多種復合應力。如在反復拉伸運動中,應力變化次數和振幅大小受到疲勞程度、損壞程度的影響。

3.腐蝕

螺栓斷裂另一原因是腐蝕。腐蝕有許多形式,包括普通腐蝕、化學腐蝕、電解腐蝕和應力腐蝕。電解腐蝕是:首先緊固件暴露在外,受到雨水或酸霧等各種濕潤試劑的侵蝕,這些都是電解質,都會使緊固.件產生化學腐蝕;其次,緊固件的材料不同,它們的電解電位不同,電位差很容易產生“微電池”。設計人員應根據金屬的相容性盡量選擇電解電位接近的材料,同時消除電解質的產生的條件,以防止電解腐蝕的產生裂隙。

應力腐蝕是相對受限制的。應力腐蝕在高拉伸負荷的作用下存在,它主要影響高強度合金鋼的緊固件。合金鋼的緊固件(尤其是合金成分比較高的鋼材)在應力的作用下很容易產生裂隙。開始,一般在表面形成裂隙坑,然后進一步產生腐蝕,腐蝕后促使裂隙傳播,其速率由螺栓上所受的應力和材料的斷裂韌度來決定。當剩下的材料功能到了不能承受施加的應力時,就會發生斷裂。

4.其他原因

聯接斷裂不是始終直接與災難性的緊固件斷裂有關。許多緊固件相關的因素,比如預緊力的喪失或緊固件聯接疲勞可造成磨損;緊固件中心偏移,在使用中會產生噪聲、泄漏,需要計劃外的維護,否則會產生斷裂。例如,震動會降低螺紋的摩擦阻力,而且緊固件聯接在安裝后因工作負荷的施加而松弛,這些因素和螺栓的高溫蠕變可導致預緊力喪失。有時候聯接的斷裂可歸于通過的孔太大或太小、承載面積太小、材料太軟、負荷太高。這些情況中的任何一個都不會造成螺栓的直接斷裂,但會導致聯接整體性的喪失或最終的螺栓斷裂。

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