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今年的国之重器马上就要试航了,你知道吗,这上面有一些小小的螺栓,它已经超过一辆汽车的价值了。要知道,我们这些工业紧固件从业人员,平时销售的都是几分钱一个螺栓甚至几厘钱都有的。那么航母这颗可以是价值连城的螺栓,它到底有什么不一样?

反正,按螺栓螺母的作用来看,它的外观是不会有什么特殊的,无非就是一个精度的问题,经过了解和分析,这样的螺栓,其价值所在,就是它的耐高温、耐疲劳、良好的机械性能和抗拉强度产生的。

那可能有人会问了,一个铁疙瘩做成的螺栓,怎么会产生疲劳呢?其实碳钢材料生产成我们想要的螺栓产品后,在不停的使用过程中,如果某些技术参数和机械性能一开始就达不到要求的话,久而久之,它就会对糨的局部形成作用力,当这种作用力达到临界点紧,螺栓就会出现轻微裂缝,而这种裂缝的产生,只是发生疲劳的第一步而已,当时循环次数达到一定的量能等级时,这个裂缝就会直接断裂了,这就是螺栓的疲劳现象以及结果。

那么碳钢螺栓为什么产生疲劳,是不是强度越高的螺栓,越容易产生疲劳?道德,螺栓产生疲劳,跟强度没有什么太大的关系,只是说,普通螺栓对强度的要求并没有那么高,所以它的应用环境并不会让螺栓产过大的疲劳效应,而高强度螺栓的应用环境是有一定的抗拉性能要求的,这就对螺栓产生疲劳的效应无形中就增大了,所以我们在日常碰到的螺栓疲劳一般是高强度螺栓居多,但并不表示普通螺栓就不会产生疲劳,而是我们在使用普通螺栓的时候,对它的要求并不高。

再来看螺栓产生疲劳的原因,它的是循环使用过程中,局站应力的变化,对螺栓的弱性点位实行了一定当量的破坏,最终形成裂缝。所以它的过程应该是这样的,首先是应力作用对螺栓点位实现侵蚀,然后让螺栓的部位形了裂缝,经过一段时间后,裂缝变得越大越大,在某一个临界点,螺栓突然断裂。我们经过长时间的分析,发现这种疲劳应力并不是需要太大的外力来实现,有时候让螺栓产生的这种应力,比螺栓的屈服强度都要低很多,所以螺栓的疲劳断裂后,会发现断裂的端口根本看不出来有什么外力让它变形或是弯曲的情况。

经过以上分析,我们可以在制造过程中,适当改变一些工艺基础,来让螺栓对抗这种疲劳的产生。我们来看一张示意图:

加强螺纹

上图中是螺纹的图形,我们可是以把螺纹间距之间做成这种带R角度的形状。因为疲劳断裂都是出现在螺纹间和头部下方的位置,所以我们可以改变螺纹的一些基础制造工艺,能有效避免疲劳产生。我们可以对比一下普能螺纹:

普通螺纹

上面的螺纹是一种普通螺纺,螺牙之间形成是一个直角,而这种直角对于应力的变化反应很直接,所以这种直角螺纹就容易产生疲劳断裂。上面分析过,除了螺纹外,还有螺栓的头部下方也是疲劳断裂的重灾区,我们来看一下示意图:

螺栓疲劳过程

和螺纹R角的原理是一样的,我们同样可以在螺栓头部和螺纹相接处,把它做一个成容许范围内的R角。

螺栓为什么会生产疲劳

 

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