六角螺栓,固倫特六角頭螺栓,高強(qiáng)度六角螺栓

六角頭螺栓緊固結(jié)件損傷與服役可靠性研究方向

六角螺栓的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)有很多，我們要根據(jù)使用部位的不同來(lái)判斷我們需要的是哪一種六角螺絲產(chǎn)品。依據(jù)六角螺栓國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和實(shí)際使用需求，我們向客戶提供外六角螺栓的相關(guān)參數(shù)，如，六角螺栓的規(guī)格尺寸表，六角螺絲的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，外六角螺栓表面處理的要求，六角頭螺栓的理論重量，外六角頭螺栓的國(guó)標(biāo)尺寸，專業(yè)生產(chǎn)外六角螺栓的廠家，外六角螺絲的鍍鋅標(biāo)準(zhǔn)，熱鍍鋅螺栓的千件重量，全螺紋六角螺栓的規(guī)格，六角頭螺栓的拉力、扭矩力，外六角螺絲的檢測(cè)依據(jù)，螺紋公差級(jí)別要求等。

機(jī)械結(jié)構(gòu)，包括鐵路機(jī)車車輛，采用大量的螺栓連接，螺栓在振動(dòng)環(huán)境下常常發(fā)生松動(dòng)或疲勞斷裂。對(duì)于重要構(gòu)件，例如，連接火車制動(dòng)盤的螺栓、軸箱蓋螺栓一旦松動(dòng)或斷裂將引起重大事故。近年來(lái)，由于使用力矩型螺母，螺母轉(zhuǎn)動(dòng)引起的螺栓松動(dòng)的現(xiàn)象被抑制�？墒�，螺母不轉(zhuǎn)，如果螺栓預(yù)緊力大幅度下降，螺栓仍然會(huì)發(fā)生松動(dòng)。為再現(xiàn)螺栓的松動(dòng)現(xiàn)象，魯連濤老師的課題組根據(jù)日本島津20t軸向加載電液伺服疲勞試驗(yàn)機(jī)的使用原理，自主設(shè)計(jì)了圖1所示的試驗(yàn)工裝，開(kāi)展了橫向載荷作用下螺栓松動(dòng)試驗(yàn)。圖2是試驗(yàn)測(cè)得的螺栓預(yù)緊力隨循環(huán)周次變化曲線。這是一種采用力矩型螺母的高強(qiáng)度螺栓，在振動(dòng)作用下，螺母不轉(zhuǎn)，但預(yù)緊力下降的例子。從圖中可以看出，在振動(dòng)作用的早期，預(yù)緊力發(fā)生快速下降，此后，隨著振動(dòng)次數(shù)的增加預(yù)緊力緩慢下降。研究發(fā)現(xiàn)，預(yù)緊力快速下降是螺牙根部塑性變形引起的;之后的緩慢下降是螺牙面的微動(dòng)磨損引起的(這一點(diǎn)非常值得注意，我認(rèn)為可以解釋緊固螺栓后不動(dòng)，其預(yù)緊力迅速下降)。這些說(shuō)明了螺栓的松動(dòng)與螺紋區(qū)的微觀損傷相關(guān)。由于螺栓的微觀損傷不易通過(guò)試驗(yàn)實(shí)時(shí)觀察監(jiān)測(cè)，課題組建立了圖3所示的螺栓有限元模型，通過(guò)Abaqus子程序UMATUMESHMOTION，分別仿真計(jì)算由塑性變形和微動(dòng)磨損引起的螺栓松動(dòng),以獲取在松動(dòng)過(guò)程中螺牙根部塑性變形的演化歷程和螺紋面磨損深度的變化。

固倫特緊固結(jié)件

由于螺牙材料種類多、結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜，加之當(dāng)螺栓受橫向力作用時(shí)，各個(gè)螺牙的受力差別較大。因此，不同材料或結(jié)構(gòu)的螺栓其松動(dòng)過(guò)程和松動(dòng)機(jī)理可能不同，只有弄清螺栓結(jié)構(gòu)的松動(dòng)過(guò)程和機(jī)理，才能提出防松措施，保證螺栓使用的安全可靠。

當(dāng)螺栓的預(yù)緊力較高，或被作用的振動(dòng)載荷較大時(shí)，螺栓會(huì)發(fā)生疲勞斷裂。螺栓的疲勞斷裂或與螺牙區(qū)微觀塑性變形有關(guān)，或與螺牙之間的微動(dòng)磨損有關(guān)，或與螺栓松動(dòng)后振動(dòng)載荷增加有關(guān)，但目前相關(guān)報(bào)道很少，螺栓疲勞破壞條件和機(jī)理尚不清楚。

與螺栓“材料”疲勞相比，螺栓“結(jié)構(gòu)”疲勞的研究難度要大幅度的增加。因?yàn)椴牧掀�勞的試�?yàn)條件，可以觀察裂紋，而螺栓結(jié)構(gòu)的裂紋萌生和擴(kuò)展無(wú)法觀察。只有通過(guò)有限元仿真和疲勞試驗(yàn)相結(jié)合的方式，才有可能達(dá)到優(yōu)化螺栓結(jié)構(gòu)，從而提高螺栓抗疲勞的能力。 課題組采用微粒子噴丸處理了某型車制動(dòng)盤螺栓，如圖4所示�？梢�(jiàn)，經(jīng)噴丸處理后，螺栓表面光潔。分別在高、低兩種預(yù)緊條件下對(duì)兩種螺栓進(jìn)行了橫向加載松動(dòng)試驗(yàn)。

固倫特六角頭螺栓

固倫特六角頭螺栓緊固結(jié)件

這兩種預(yù)緊條件下預(yù)緊力隨循環(huán)周次變化曲線，結(jié)果顯示：在高預(yù)緊條件下，由于噴丸螺栓表面殘余壓應(yīng)力的引入，噴丸螺栓表現(xiàn)出更強(qiáng)的抗疲勞能力;在低預(yù)緊條件下，噴丸螺栓螺紋面磨損程度降低，表現(xiàn)出更強(qiáng)的抗松能力。目前，微粒子噴丸處理工藝尚未在螺栓上應(yīng)用，但根據(jù)課題組前期的研究結(jié)果，微粒子噴丸可同時(shí)提高螺栓抗松動(dòng)和抗疲勞的能力，因此在螺栓抗失效中具有良好的應(yīng)用前景。

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