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螺栓拉伸與扭轉應力有什么關聯

更新時間:2021-12-27  瀏覽次數:

在拉應力作用下,螺栓任意一點的拉應力σ1為軸向,壓應力σ3垂直于軸向拉應力。 比較大剪切力 τmax 與軸向成 45°,如圖 10-1(a) 所示。

當螺栓為桿徑小于螺紋底徑的彈性螺栓或螺紋底徑小于桿徑的普通螺栓時,彈性螺栓的細桿徑與普通螺栓的螺紋底徑為 危險斷面,危險斷面的軸向拉應力比較大。 無缺陷螺栓的斷裂首先發生在靠近螺栓芯部的危險部分,并擴展到外表面。 斷裂前,塑料材料螺栓的變形和收縮較大; 脆性材料螺栓的變形收縮率小。

當螺栓在安裝或使用過程中發生過載塑性斷裂時,拉伸載荷產生的剪應力使螺栓在斷裂前發生較大變形,比較終發生頸縮斷裂。 裂紋沿比較大剪應力方向在頸縮截面的中心成核。 并展開,螺栓軸線約45°。 宏觀斷口有明顯的剪切唇,頸縮明顯。 工程上用面積的減少來表示材料的可塑性。 面積減少得越大,可塑性越好。

對于脆性斷裂螺栓,單向拉伸過載引起斷裂,截面一般與拉伸方向垂直,伴有少量永久變形斷裂,截面收縮率很小。

(2)塑性斷裂和脆性斷裂螺栓的扭轉應力分析

當螺栓承受扭轉應力載荷時,螺栓的每一點都處于純剪應力狀態,螺栓危險截面圓周上的任意一點受到的扭轉應力比較大,如圖所示。

螺栓拉伸與扭轉應力有什么關聯

螺栓扭轉變形后斷裂時,斷裂前剪切應力引起的塑性變形在扭轉應力作用下宏觀不明顯,斷裂后斷裂平齊。 單扭過載斷裂常發生在垂直軸的危險截面上。 斷裂源在危險斷面表面,比較終斷裂帶在中心。 如果在扭轉過程中仍然施加彎曲應力,則比較終斷裂區會偏離中心。

螺栓脆性斷裂時,危險段應力比較大。 斷裂的源頭是在危險斷面的表面或內部缺陷處產生和擴展。 斷口呈結晶狀,沿晶粒常有二次裂紋。

在螺紋緊固連接中,外螺紋承受的力為拉應力(軸向力),被緊固部件承受的力為壓縮力,這兩種力互為反作用力。 這兩種力與外螺紋和內螺紋的緊固支撐面以及螺紋與接觸面的摩擦阻力共同作用,共同作用于防止螺紋松動。 無論是擰螺栓還是擰螺母,都可以達到擰緊的目的。

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