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“穿墙螺杆”疲劳断裂的特点

疲劳性能呼交变载荷,如拉压、弯曲、剪切如前所述,很多止水螺杆在其服役过程中承受交文扭转等,所以疲劳断裂是蝶栓失效的重要形式之一。 螺栓疲劳断裂的特点是真型的多欧口年件,真使劳性能特用服地受到物论的技的务国寸精科发制道工艺等多种因素的影种。

与同样村构的缺口件相比,其疲劳强度通常明显偏低。其原因主要在于:

(1) 各螺纹的受力不均匀;

(2) 拉伸应力集中;

(3) 弯曲应力集中;

(4) 表面粗糙度。

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这其中除第二项外,其余均为通常缺口件所不具有,而是螺栓连接体所特有的力学因素。穿墙螺杆 的螺纹沟实际上是一个个小的尖锐缺口,在外载作用下该处形成的应力集中将导致螺栓的疲劳强度显著降低。螺纹沟疲劳缺口应力集中系数PR与螺纹沟底直径、螺纹沟底圆角半径,螺纹牙型角以及螺栓的强度级别、抗拉强度等方面有关。

除螺纹沟外,影响螺栓疲劳性能的另外薄弱部位是螺纹与杆部的过渡处及螺栓头部与杆部的过渡圆角处。由于截面的突变,在这些部位也存在较高的应力集中。通常情况下,如杆部没有严重的缺陷,螺栓的疲劳断裂都集中在应力集中的螺纹沟,或螺栓头部与杆部的过渡圆角处。

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机械加工螺栓的疲劳断裂多发生在螺纹沟;对于滚丝螺栓,螺纹沟和三段式止水螺杆头部与杆部过渡圆角处的开裂机会相当;当螺栓由于试验机对中不良、夹具或装夹不当以及螺栓本身形状不规则而受到偏心载荷作用时,其疲劳断裂多发生在头部与杆部过渡圆角处21。山面常见的螺栓连接结构受到轴向拉伸载荷作用时,螺栓的各扣螺纹牙受力是不均匀的,一般是螺母内第一扣螺纹牙受力最大,随后各扣螺纹牙的受力依次减小。但由于第一扣螺纹牙受变形的约束较小,易于产生变形。


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