螺栓最容易斷裂失效的位置及原因
螺栓是大家最為常用的緊固件,,大家遇到的各種失效也最多,。對于螺栓,你知道最常見的失效位置是哪里嗎,?如下圖所示,,其實主要有三個位置:①螺栓與螺母配合的第一螺牙根部,失效占比65%,②螺紋與光桿過渡區(qū),,失效占比20%,,③螺栓頭與螺桿過渡處,失效占比15%,。
這三個位置也是螺栓應(yīng)力分布的所在高點,。
其中第一個位置,也即螺栓與螺母配合的第一螺牙根部的失效,,通常是由于螺紋載荷分布不均勻,,而第一圈螺紋承受最大的載荷(后續(xù)各圈遞減)造成的,如下圖所示,。此處的應(yīng)力集中系數(shù)可達2-8,,很容易萌生裂紋并擴展,尤其在交變載荷下更易發(fā)生疲勞斷裂,。
第二個位置,,螺紋與光桿過渡區(qū)的失效則主要是由于幾何突變導(dǎo)致應(yīng)力集中引起的。若過渡區(qū)粗糙度差,、存在加工瑕疵或材料缺陷,,則會進一步降低疲勞強度。
第三個位置,,螺栓頭與螺桿的過渡處的失效通常是由于頭桿過渡圓角半徑過?。ㄍǔR?R≥0.15d,d 為螺栓直徑)或加工缺陷(如冷鐓流線中斷)等而導(dǎo)致的應(yīng)力集中,。而且此處受彎曲和拉伸復(fù)合應(yīng)力作用,,也比較易發(fā)生斷裂。
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