首页 理论教育 影响螺栓连接疲劳性能的主要因素分析

影响螺栓连接疲劳性能的主要因素分析

时间:2023-06-17 理论教育 版权反馈
【摘要】:螺栓连接的疲劳性能非常复杂,取决于多种因素,如螺栓连接的结构形式、施加在螺栓上的预紧力或扭矩紧固水平、材料板厚度和表面粗糙度等。增加螺栓连接中螺栓的数量似乎对疲劳寿命有积极的影响。但是,螺栓预紧力也会导致连接部件的表面发生微动现象。Starikov研究了不同载荷谱下螺栓连接的疲劳损伤,指出接头部件之间的摩擦磨损对螺栓连接的疲劳性能影响相当显著。

影响螺栓连接疲劳性能的主要因素分析

螺栓连接的疲劳性能非常复杂,取决于多种因素,如螺栓连接的结构形式、施加在螺栓上的预紧力或扭矩紧固水平、材料板厚度和表面粗糙度等。Chakherlou等对螺栓连接的疲劳问题进行了一系列研究。在这些研究论文中,研究人员使用试验和数值方法来研究螺栓连接的疲劳性能,他们指出,如果螺栓连接承受较大的循环载荷,则施加较大的螺栓预紧力对其疲劳强度不会有显著的提高作用。如果循环载荷的水平不高,则尽可能地提高螺栓预紧力可以显著提高螺栓连接的疲劳强度。Mínguez和Vogwell研究了紧固力矩对螺栓连接的疲劳强度的影响,他们提出紧固力矩有利于增加连接强度,使其疲劳寿命比非紧固连接提高10倍。Atzori等分析了几种铝合金螺栓接头的疲劳数据,并提出了相应螺栓连接结构的S-N曲线。Oskouei和Ibrahim研究了夹紧压应力对不同温度下螺栓板疲劳寿命的影响,试验表明低温对螺栓连接的疲劳寿命有显著提高。

增加螺栓连接中螺栓的数量似乎对疲劳寿命有积极的影响。然而,钻孔会导致孔附近的应力集中,并减少承载横截面积。此外,钻孔可能导致螺栓孔侧壁的粗糙度增加,进而在动态载荷下产生疲劳裂纹。为了解决这个问题,许多研究人员试图通过冷膨胀法和过盈配合来减轻这种缺陷。在螺栓孔区域释放应力集中的另一种方法是在螺栓上施加预应力。预紧(或拧紧力矩)将被连接部件夹紧在一起,螺栓处于拉伸状态,机械部件被压缩。但是,螺栓预紧力也会导致连接部件的表面发生微动现象。疲劳引起的表面损伤对循环载荷下的疲劳损伤有推动作用。这种损伤与连接部件的界面处的循环加载和相对位移有关,并导致在接触边缘处或附近发生磨损和非常高的局部应力,这反过来可能导致裂纹的形成,缩短疲劳寿命,特别是对于横向受力的螺栓连接更是如此。Starikov研究了不同载荷谱下螺栓连接的疲劳损伤,指出接头部件之间的摩擦磨损对螺栓连接的疲劳性能影响相当显著。Benhamena等使用单层螺栓连接(single lap joint)研究预紧力对微动疲劳的影响。他们指出磨损机理和接触面退化取决于拧紧力矩的大小,随着预紧力的增加,微动疲劳寿命也增加。Chakherlou等还研究了双层螺栓连接(double lap joint)的微动疲劳现象,指出润滑对双层螺栓连接的微动疲劳寿命有正面影响。(www.xing528.com)

免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。

我要反馈