螺栓預緊力 螺栓組先松的那顆螺栓最容易斷嗎?

2021-10-16 04:00:07 字數 1442 閱讀 7014

先要搞清楚松的程度和螺栓組承受什麼樣的載荷,才能判斷先鬆的螺栓會不會先斷。分三種情況討論。

第一,如果是僅承受靜載荷,先鬆的那顆螺栓是不會先斷的,螺栓松了,說明預緊力變小了,或預緊力為零了,預緊力越小,在外載荷作用下螺栓綜合工作應力越小,工作應力最小的螺栓在靜載荷工況下,當然不會先斷。

現以法蘭連線的中的螺栓連線為例,看看如果有乙個螺栓松了,螺栓的受力情況會怎樣,如下法蘭由8個m16的10.9級螺栓連線,螺栓編號如下

正常情況下,螺栓是施加了同樣的預緊力的,假定螺栓的預緊力為98kn,如果有乙個螺栓松了,說明預緊力降低了,或者沒有預緊力了,這裡把螺栓1的預緊力設為30kn,比其他螺栓的預緊力少了68kn,在法蘭承受600kn拉力時,看看螺栓的受力有什麼不同;

螺栓的受力情況如下表所示;

有分析結果可知,由於螺栓1的鬆弛,改變了所有螺栓的受力分布,鬆弛的螺栓承受的拉力小了,而緊鄰鬆弛螺栓的兩顆螺栓(2號和8號螺栓)承受的拉力變大,拉力大也就意味著內應力比較大,如果載荷繼續增加,這兩個螺栓會先斷。

第二,如果螺栓組承受疲勞載荷,螺栓完全松了(即沒有預緊力了),即使在外載荷作用下,螺栓也不會受力,它緊鄰的螺栓承擔了它該承受的力,因此先鬆的螺栓不會先斷,它鄰近的螺栓可能先斷。

還以法蘭連線為例,乙個螺栓完全鬆弛了,即預緊力為零了,其他螺栓預緊力還為98kn,

從以上結果可以看到,完全鬆弛的螺栓在法蘭連線承受外載荷時,也不承受拉力,即拉力為零。

當法蘭承受0至600kn的交變載荷時,每個螺栓的拉力變化範圍為

由螺栓的疲勞特性可知,螺栓的應力變化範圍越大,發生疲勞斷裂越早。及疲勞壽命越短。因此完全鬆弛的螺栓兩側緊鄰的兩顆螺栓最先發生疲勞斷裂,而完全鬆弛的螺栓不會斷裂。

第三,如果螺栓僅是預緊力降低了,那麼在疲勞載荷作用下,他的綜合應力變化範圍就會變大,疲勞壽命就會比設計壽命降低,可能先發生疲勞斷裂。

假定螺栓的預緊力為98kn,如果有乙個螺栓松了,說明預緊力降低了,或者沒有預緊力了,這裡把螺栓1的預緊力設為30kn,比其他螺栓的預緊力少了68kn,在法蘭承受0至600kn交變拉力時,計算螺栓的受力及拉力變化範圍

從上表計算結果可以看出,未完全鬆弛螺栓和他緊鄰的兩顆螺栓的受力變化範圍比較大,因此未完全鬆弛的螺栓和兩側緊鄰的兩顆螺栓最先發生疲勞斷裂。

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