CBIES Automotive|Matapos maluwag ang bolt, bakit ito nabigo?

CBIES CBIES Automotiveay nakatuon sa pagbuo ng mas maraming pag-save ng enerhiya, mas ligtas, at mas magaan na mga produkto ng fastener . takip ng mga produkto nitoBolts, NUTS, rivets, screws, at iba pang mga fastener .

Ang mga pagkabigo sa pagkapagod ng Bolt ay karaniwan sa maraming aerospace, automotive, at industriya ng makinarya ng konstruksyon . Ito rin ay isa sa mga nangungunang sanhi ng mekanikal na pagkabigo . Ang materyal ay hindi dapat mabigyang -diin na lampas sa panghuli nitong lakas ng tensile, at ang pagkapagod ng bolt ay maaaring sumailalim sa mas maraming stress, na humahantong sa kabiguan .

Maraming mga kadahilanan para sa kabiguan ng mga bolts . Bilang karagdagan sa mga kalidad na problema, ang pinakakaraniwang dahilan ay ang pre-tightening na puwersa ay hindi sapat upang maging sanhi ng pagkawala . para sa friction-type na high-lakas na bolts, ang pre-tightening na puwersa ay may dalawang pag-andar: ang isa ay upang makabuo ng lakas ng compression, form ng friction na puwersa, pigilan ang shear force sa pagitan ng clamped na bahagi, at pag-iwas sa pagdulas; Ang iba pa ay upang mapahusay ang pangkalahatang katigasan ng koneksyon ng bolt, ang pag -load ng nagtatrabaho ay ibinahagi sa pagitan ng bolt at ang clamp na bahagi .

Kapag ang gumaganang pag -load ay inilalapat sa kasukasuan, ang mga clamp na bahagi ay axially na hinila sa kabaligtaran na direksyon, ang karagdagang pasanin ng bolt at ang gumaganang pag -load ay tinatawag na koepisyent ng pag -load, at ang panlabas na pag -load ng pagtatrabaho ay ibinahagi ng bolt at ang mga clamped na bahagi, upang maiwasan ang pagkabigo ng bolt dahil sa labis na pag -load .

Ang paghahati ng karagdagang pag -load ng bolt sa pamamagitan ng epektibong diameter ng bolt ay nagbibigay ng magnitude ng stress, kung ang magnitude ng stress (labis na pag -load ng bolt) ay hindi lalampas sa limitasyon ng pagbabata, sa teorya, masasabi natin na ang bolt

Ang mga disenyo ng bolt na isinasaalang -alang ang nabawasan na mga magnitude ng stress ay itinuturing na epektibo sa pagpigil sa pagkabigo ng pagkapagod . sa kabaligtaran, kung ang puwersa ng pag -clamp ng bolt ay hindi sapat at ang kahalagahan ng stress ay lumampas sa limitasyon ng pagbabata, ang bolt ay masisira pagkatapos ng isang tiyak na bilang ng mga siklo .

Isang . underestimation ng workload

Ang gumaganang pag -load ng istraktura ng koneksyon ng bolted ay hindi nasisiyahan, at ang aktwal na pag -load ng pag -load ng kagamitan sa panahon ng operasyon ay lumampas sa disenyo ng pag -load ng disenyo ng bolt, na nagreresulta sa isang masikip na puwersa na mas mababa sa aktwal na demand .

Nangyayari ito paminsan -minsan, lalo na para sa mga industriya tulad ng mga espesyal na makinarya o sasakyan . dahil sa kawalan ng katiyakan ng operating environment ng produkto, mahirap para sa pag -load ng disenyo na ganap na masakop ang aktwal na mga kondisyon ng operating .

Bilang karagdagan, ang gumaganang pag -load na nabanggit dito ay isang pangkalahatang pag -load ng nagtatrabaho, na kinabibilangan ng hindi lamang pag -load ng ehe kundi pati na rin ang stress ng axial na dulot ng baluktot na pag -load; Hindi lamang mekanikal na pag -load kundi pati na rin ang mga epekto ng makunat na sapilitan ng mga kadahilanan tulad ng mga pagbabago sa temperatura .

B . hindi sapat na preload sa panahon ng pagpupulong

Ang pre-tightening force na inilalapat ng bolt sa panahon ng pagpupulong ay maaaring hindi maabot ang halaga ng disenyo nito . Ang error ng tool ng paghigpit ng bolt at ang pagkakaiba ng proseso ng paghigpit na gawin ang inilapat na puwersa ng pre-tightening ng bolt ay may isang tiyak na pagpapakalat .

Para sa kaso kung saan ginagamit ang pamamaraan ng metalikang kuwintas upang makontrol ang pre-tightening, ang pagpapakalat ng koepisyent ng alitan ng pares ng thread at sa ilalim ng ulo ng bolt ay magiging sanhi din ng aktwal na pre-tightening na puwersa ng bolt na mas mababa kaysa sa disenyo ng pre-tightening force .

C . Pagkawala ng Bolt Pre-Tightening Force

Ang pagkawala ng bolt preload ay ang pinaka -karaniwang sanhi ng hindi sapat na lakas ng pag -clamping ng bolt . pagkawala ng bolt preload ay hindi maiiwasan . kahit na walang pag -ikot na pag -loosening sa pagitan ng bolt at nut, magkakaroon ng pagbawas sa axial preload .

Maraming mga kadahilanan na nagdudulot ng pagkawala ng lakas ng pre-tightening ng bolt, tulad ng pagsusuot ng clamp na bahagi, plastik na pagpapapangit ng bolt pagkatapos ng paghigpit, ang pagbagsak ng plastik ng clamp na bahagi, makunat na kilabot ng bolt, compression creep ng clamp na bahagi, contact sa ibabaw ng pag-areglo (microscopic convex plastic crush), thermal expansion ng mga bolts at thermal shrinking ng mga clamped na bahagi, na thermal expansion ng mga bolts at thermal shrinking ng mga clamped na bahagi, na mga bahagi ng clinked ng mga clinked ng mga bahagi ng clink. atbp ., na kung saan ang pag -areglo at thermal deform ng contact na ibabaw ay partikular na kilalang .

Ang pag -areglo (pag -embed) ng mga contact na ibabaw ay isang naisalokal na plastik na pagpapapangit na nangyayari sa ilalim ng mukha ng bolt, magkasanib na mukha, at mga thread bilang isang resulta ng plastik na pag -flattening ng pagkamagaspang sa ibabaw .

Sa isang paraan, nangyayari ito kapag ang dalawang ibabaw ay nakikipag -ugnay at na -load . Karamihan sa pagkawala ng pag -embed ay nangyayari kapag ang mga bahagi sa magkasanib na compress sa unang pagkakataon .

Sa ilalim ng pagkilos ng pre-tightening force at panlabas na pag-load, ang lokal na mikroskopiko na mga protrusions ay bumagsak at nagbabago, na ginagawang mas mahigpit ang mga ibabaw ng contact, at ang haba ng clamping ay bahagyang nabawasan .

Ang ikot ng bali ng bolt ay maaaring mahulaan ng curve ng SN

Ang mga bolted na koneksyon ay nasuri sa pamamagitan ng pagsubok sa pagkapagod ng pag -load ng axial upang maunawaan ang antas ng pag -load ng cyclic na kinakailangan upang mabigo ang kasukasuan,

ISO3800: 1993 Tinutukoy na ang mga siklo ng pagsubok sa pagkapagod 104 ~ 107 ay paulit -ulit sa isang tinukoy na magnitude ng stress hanggang sa maganap ang pagkabigo sa pagkapagod .

Ito ay pagkatapos ay paulit -ulit para sa maraming iba't ibang mga magnitude ng stress upang makakuha ng isang sn curve .

Ang diagram ng SN ay isang tsart para sa pagsubok ng bali ng bolt, na naglalarawan ng ugnayan sa pagitan ng saklaw ng stress at ang bilang ng mga siklo at hinuhulaan ang pagkapagod na buhay ng bolt . dapat pansinin na ang vertical axis sa diagram ng SN ay kumakatawan sa saklaw ng axial stress, hindi ang stress ng axial . higit pa, ang pagkapagod ay nauugnay sa pag -iiba ng bolt at isang bilang ng mga pagbagsak, ngunit hindi sa kabuuan ng pagkapagod ng bilang ng mga pagbagsak, Bolt . Ang imahe sa kanan ay nagpapakita ng diagram ng SN ng isang bakal na thread .

Ang RBHT ay nangangahulugang ang proseso ng pag -ikot ng thread bago ang paggamot sa init; Ang ibig sabihin ng raht ay ang proseso ng pag -ikot ng thread pagkatapos ng paggamot sa init .

Makikita mula sa figure na ang punto ng inflection kung saan ang curve ay lumiliko nang maayos sa isang tuwid na linya ay ang limitasyon ng saklaw ng stress, iyon ay, walang pagkasira ng pagkapagod na magaganap sa loob ng limitasyong ito ng stress; Kapag ang pag -load ng ikot ay lumampas sa 1 × 106 beses, ang limitasyon ng stress ay hindi na bababa .

Ang curve sa figure ay ang paggamit ng "B10" upang makalkula ang buhay (B10 ay 10% rate ng pagkabigo), at ang limitasyon ng tibay ng stress ng RBHT thread (grade 10 . 9) ay 90MPA.

Samakatuwid, kapag nagdidisenyo ng mga bolted na koneksyon, panatilihin ang saklaw ng axial stress ng mga bolts sa ibaba 90MPA sa mga istrukturang aplikasyon .

Upang mapagbuti ang koepisyent ng pagkapagod, ang mga inhinyero ng engine ay karaniwang gumagamit ng 45MPa bilang limitasyon ng high-frequency cyclic stress, upang ang pagkapagod sa kaligtasan ng pagkapagod (ibig sabihin ko ang koepisyent ng pagkapagod) na mas malaki kaysa o katumbas ng 2.0.

Para sa pagsusuri ng sanhi ng bali ng pagkapagod ng bolt, kinakailangan hindi lamang upang makita at pag -aralan ang bali, materyal, depekto, atbp ., kundi pati na rin upang maisagawa ang mekanikal na pagsusuri sa koneksyon ng bolt, upang makita ang panlabas na pag -load, pag -clamping ng bolt at pagganap ng bolt, at pag -aralan ang nagtatrabaho na estado ng bolt .

Buod ng Karanasan ng CBIES:

Ang Bolt Loosening at Pagkapagod na Pagkabigo ng Kumpetisyon ay isang medyo bagong direksyon ng pananaliksik . Hindi lamang ito nakatuon sa unilateral loosening o pagkapagod ng mga bolts, ngunit isinasaalang -alang ang posibleng pag -loosening at pagkapagod sa parehong oras, at pinag -aaralan ang dalawa sa ilalim ng iba't ibang mga naglo -load . na unang mangyayari? Alin ang gumaganap ng isang nangungunang papel sa pagkabigo ng bolt?

During the service process of bolts, they are subjected to transverse shear loads and axial tension and compression loads at the same time. The test results obtained by a single load form cannot be used for bolt failure prediction in complex environments. Therefore, the competing failure mechanisms of bolt looseness and fatigue The research has greater practicability and can be used as a new direction of bolt research in the Hinaharap .