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螺紋緊固件擰緊時(shí),內(nèi)外螺紋、螺栓和螺母支承面、被連接件接觸面微觀結(jié)構(gòu)中凸起的地方首先接觸,這些局部凸起地方的材料將承受過載,首先超過其屈服點(diǎn),然后材料:發(fā)生蠕變變形,直到有更多的、足夠的接觸表面來承受該載荷。以某型號法蘭螺栓組連接為例,其上的8個(gè)螺栓按對角順序進(jìn)行擰緊,各個(gè)螺栓之間的相互影響如圖3所示。接觸面沉陷是導(dǎo)致預(yù)緊力松弛的主;要原因,也是螺紋連接副常遇到的一種情況。

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緊固件預(yù)緊力影響剪切聯(lián)接的整體性

緊固件預(yù)緊力影響剪切聯(lián)接的整體性。預(yù)緊力越低,在與螺栓接觸時(shí)接合層越易滑動(dòng)。剪切負(fù)荷能力通過乘以橫平面數(shù)計(jì)算(一個(gè)剪切平面通稱單剪,兩個(gè)剪切平面通稱雙剪),這些平面應(yīng)該是無螺紋螺栓的橫截面。我們不提倡設(shè)計(jì)通過螺紋的剪切,因?yàn)榫o固件的剪切強(qiáng)度可在橫截面變化時(shí)被應(yīng)力集中克服。疲勞破壞常見的位置包括聯(lián)接處(即受載螺紋)、齒根圓角、螺紋、螺紋終止處。在核定緊固件剪切強(qiáng)度時(shí),有些設(shè)計(jì)人員采用抗拉應(yīng)力面積,而另一些設(shè)計(jì)人員優(yōu)選小直徑截面。如果剪切聯(lián)接中螺栓扭轉(zhuǎn)到規(guī)定值,接觸層的配合面在外未超過摩擦阻力前,不能開始滑動(dòng)。增加配合面之間的摩擦可提高聯(lián)接的整體性,有時(shí)候由于零件的大小及設(shè)計(jì)的需要,會限制必須使用螺栓的數(shù)目。

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當(dāng)緊固件在安裝前就含有臨界狀態(tài)的氫時(shí),它通常會在24h以內(nèi)產(chǎn)生斷裂。如果當(dāng)氫進(jìn)入緊固件后是不可能預(yù)測到什么時(shí)間會產(chǎn)生斷裂。所以設(shè)計(jì)人員在使用相關(guān)緊固件時(shí),應(yīng)規(guī)定選用有專門的工藝處理和使用潛在氫脆化的供應(yīng)商。

緊固件組合件的功能特性檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了預(yù)載荷高強(qiáng)度栓接結(jié)構(gòu)連接副(以下簡稱栓接連接副)預(yù)載荷適應(yīng)性,以確保在金屬結(jié)構(gòu)中栓接連接副的預(yù)載荷適應(yīng)性。緊固件中心偏移,在使用中會產(chǎn)生噪聲、泄漏,需要計(jì)劃外的維護(hù),否則會產(chǎn)生斷裂。預(yù)載荷適應(yīng)性試驗(yàn)規(guī)定了校核栓接連接副特性的方法,以保證按有關(guān)規(guī)定的擰緊方法達(dá)到要求的預(yù)載荷及足夠的安全系數(shù),以防止超擰或斷裂。