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            螺栓為什么會產生疲勞

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            今年的國之重器馬上就要試航了,你知道嗎,這上面有一些小小的螺栓,它已經超過一輛汽車的價值了。要知道,我們這些工業緊固件從業人員,平時銷售的都是幾分錢一個螺栓甚至幾厘錢都有的。那么航母這顆可以是價值連城的螺栓,它到底有什么不一樣?

            反正,按螺栓螺母的作用來看,它的外觀是不會有什么特殊的,無非就是一個精度的問題,經過了解和分析,這樣的螺栓,其價值所在,就是它的耐高溫、耐疲勞、良好的機械性能和抗拉強度產生的。

            那可能有人會問了,一個鐵疙瘩做成的螺栓,怎么會產生疲勞呢?其實碳鋼材料生產成我們想要的螺栓產品后,在不停的使用過程中,如果某些技術參數和機械性能一開始就達不到要求的話,久而久之,它就會對糨的局部形成作用力,當這種作用力達到臨界點緊,螺栓就會出現輕微裂縫,而這種裂縫的產生,只是發生疲勞的第一步而已,當時循環次數達到一定的量能等級時,這個裂縫就會直接斷裂了,這就是螺栓的疲勞現象以及結果。

            那么碳鋼螺栓為什么產生疲勞,是不是強度越高的螺栓,越容易產生疲勞?道德,螺栓產生疲勞,跟強度沒有什么太大的關系,只是說,普通螺栓對強度的要求并沒有那么高,所以它的應用環境并不會讓螺栓產過大的疲勞效應,而高強度螺栓的應用環境是有一定的抗拉性能要求的,這就對螺栓產生疲勞的效應無形中就增大了,所以我們在日常碰到的螺栓疲勞一般是高強度螺栓居多,但并不表示普通螺栓就不會產生疲勞,而是我們在使用普通螺栓的時候,對它的要求并不高。

            再來看螺栓產生疲勞的原因,它的是循環使用過程中,局站應力的變化,對螺栓的弱性點位實行了一定當量的破壞,最終形成裂縫。所以它的過程應該是這樣的,首先是應力作用對螺栓點位實現侵蝕,然后讓螺栓的部位形了裂縫,經過一段時間后,裂縫變得越大越大,在某一個臨界點,螺栓突然斷裂。我們經過長時間的分析,發現這種疲勞應力并不是需要太大的外力來實現,有時候讓螺栓產生的這種應力,比螺栓的屈服強度都要低很多,所以螺栓的疲勞斷裂后,會發現斷裂的端口根本看不出來有什么外力讓它變形或是彎曲的情況。

            經過以上分析,我們可以在制造過程中,適當改變一些工藝基礎,來讓螺栓對抗這種疲勞的產生。我們來看一張示意圖:

            加強螺紋

            上圖中是螺紋的圖形,我們可是以把螺紋間距之間做成這種帶R角度的形狀。因為疲勞斷裂都是出現在螺紋間和頭部下方的位置,所以我們可以改變螺紋的一些基礎制造工藝,能有效避免疲勞產生。我們可以對比一下普能螺紋:

            普通螺紋

            上面的螺紋是一種普通螺紡,螺牙之間形成是一個直角,而這種直角對于應力的變化反應很直接,所以這種直角螺紋就容易產生疲勞斷裂。上面分析過,除了螺紋外,還有螺栓的頭部下方也是疲勞斷裂的重災區,我們來看一下示意圖:

            螺栓疲勞過程

            和螺紋R角的原理是一樣的,我們同樣可以在螺栓頭部和螺紋相接處,把它做一個成容許范圍內的R角。

            螺栓為什么會生產疲勞

             

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