高強(qiáng)度螺栓失效與摩擦系數(shù)的關(guān)系
在前面公式(1)中的扭矩系數(shù)，它包括了扭矩與載荷之間關(guān)系的一切影響因素，即包括摩擦、扭轉(zhuǎn)、彎曲、螺紋的塑性變形和其它影響因素。故實(shí)際的扭矩系數(shù)值是有一定分散度的。這其中摩擦因素在整個(gè)擰緊過(guò)程中的影響最為明顯。而一般標(biāo)準(zhǔn)螺栓的裝配擰緊扭矩，其數(shù)據(jù)一般都是在假定摩擦因素不變的條件下給定的，這也就是說(shuō)，其裝配擰緊扭矩并沒(méi)有充分考慮不可避免的摩擦因素對(duì)裝配扭矩及螺栓軸向預(yù)緊力的影響。
從圖10中可看出，對(duì)于施加在螺栓上的裝配擰緊扭矩，用于螺栓伸長(zhǎng)的扭矩只占13%，而將近87%的扭矩都消耗在螺紋副及螺栓頭下的摩擦上。當(dāng)由于其它各種條件的影響而使摩擦系數(shù)減小時(shí)，分配于摩擦消耗上的扭矩將減少，相應(yīng)的使分配于螺栓伸長(zhǎng)的扭矩增大，使螺栓上承受的軸向預(yù)緊力增大。這樣，即使施加相同的裝配擰緊扭矩，螺栓上承受的軸向預(yù)緊力也是不一樣的。摩擦系數(shù)在0.2以下附近時(shí)，隨著摩擦系數(shù)的減小，預(yù)緊力迅速地增大，甚至是成倍地增大。而通常螺栓零件的摩擦系數(shù)取值接近于0.2。影響摩擦系數(shù)的因素包括螺栓的潤(rùn)滑條件、螺栓的表面處理狀態(tài)、螺紋副的螺紋配合精度等。
從實(shí)際試驗(yàn)情況來(lái)看，圖11即使是一批螺栓,其摩擦系數(shù)散差也非常大，甚至?xí)杀兜卦龃蠡驕p小。所以，在不可避免的摩擦系數(shù)散差影響下，即使施加相同的裝配擰緊扭矩，螺栓實(shí)際所承受的預(yù)緊力相差很大。當(dāng)摩擦系數(shù)減小，致使預(yù)緊力急劇增大而超過(guò)零件材料的屈服極限時(shí)，零件便會(huì)發(fā)生永久塑性伸長(zhǎng)變形，以致斷裂。圖11 在給定裝配扭矩下，不同摩擦系數(shù)對(duì)應(yīng)的預(yù)緊力.
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