(Última actualización: 29 de marzo de 2023)

Quién rompe primero cuando se suelta un perno es un tema muy debatido. En la cognición general, el perno que se afloja primero no se romperá. Porque los pernos que se aflojan primero están sujetos a menos fuerza que los que se aprietan. ¿Pero es éste realmente el caso? En este artículo, TorcStark subvertirá la cognición de todos en función de los resultados del análisis de casos.

En primer lugar, es necesario averiguar el grado de aflojamiento y qué tipo de carga soporta el grupo de tornillos, para juzgar si el primer tornillo suelto se romperá primero.

A continuación se analizan tres situaciones.

1. Si solo está sujeto a carga estática

El perno que se afloja primero no se romperá primero. Si el perno está flojo, significa que la fuerza de preapriete se vuelve más pequeña o la fuerza de preapriete es cero. Cuanto menor sea la fuerza de preapriete, menor será la tensión de trabajo integral del perno bajo la acción de una carga externa. El perno con la menor tensión de trabajo no se romperá primero bajo la condición de carga estática.

Ahora tome la conexión del perno en la conexión de brida como ejemplo para ver qué sucede con la tensión del perno si un perno está flojo.

8 pernos M16 grado 10.9 conectan las siguientes bridas y los números de perno son los siguientes:

En circunstancias normales, se aplica la misma precarga a los pernos. Suponiendo que la fuerza de apriete previo de los pernos sea de 98 KN, si un perno está flojo, significa que la fuerza de apriete previo se reduce o que no hay fuerza de apriete previo. Aquí, la fuerza de preapriete del perno 1 se establece en 30 KN, que es 68 KN menos que la fuerza de preapriete de otros pernos. Cuando la brida soporta una tensión de 600KN, observe la diferencia en la fuerza de los pernos.

La tensión de los pernos se muestra en la siguiente tabla:

EscribePretensión del perno
Condición de contornoPretensión del perno 1Pretensión del perno 2Pretensión del perno 3Pretensión del perno 4Pretensión del perno 5Pretensión del perno 6Pretensión del perno 7Pretensión del perno 8
Carga de trabajo68706 norte1.2644e+005 norte1.2174e+005 norte1.2004e+005 norte1.1943e+005 norte1.2004e+005 norte1.2117e+005 norte1.2644e+005 norte

Se puede ver a partir de los resultados del análisis que la distribución de tensión de todos los pernos cambia debido a la relajación del perno 1. El perno suelto recibe menos tensión, y los dos pernos inmediatamente adyacentes al perno suelto (números 2 y 8) experimentan más tensión. tensión. Una gran fuerza de tracción significa que la tensión interna es relativamente grande. Si la carga continúa aumentando, los dos pernos se romperán primero.

2. Si el grupo de tornillos está sujeto a cargas de fatiga

El perno está completamente flojo (es decir, no hay fuerza de preapriete) e incluso bajo la acción de una carga externa, el perno no sufrirá esfuerzos. El tornillo contiguo soporta la fuerza que debe soportar, por lo que el tornillo que se afloja primero no se romperá primero, y el tornillo contiguo puede romperse primero. Tomando la conexión de brida como ejemplo, un perno está completamente flojo, es decir, la fuerza de preapriete es cero y la fuerza de preapriete de otros pernos sigue siendo 98KN.

EscribePretensión del perno
Condición de contornoPretensión del perno 1Pretensión del perno 2Pretensión del perno 3Pretensión del perno 4Pretensión del perno 5Pretensión del perno 6Pretensión del perno 7Pretensión del perno 8
Carga de trabajo0 norte1.4879e+005 norte1.2534e+005 norte1.2025e+005 norte1.1918e+005 norte1.2026e+005 norte1.2534e+005 norte1.4877e+005 norte

De los resultados anteriores, se puede ver que cuando la conexión de brida se somete a cargas externas, los pernos completamente sueltos no soportan tensión, es decir, la tensión es cero. Cuando la brida se somete a cargas alternas de 0 a 600 KN, el rango de variación de tensión de cada perno es:

Perno 1Perno 2Perno 3Perno 4Perno 5Perno 6Perno 7Perno 8
Pretensión KN098989898989898
Fuerza del perno KN0148125120119120125148
Rango de fuerza KN050272221222750

A partir de las características de fatiga de los pernos, se puede ver que cuanto mayor sea el rango de variación de la tensión de los pernos, antes se producirá la fractura por fatiga y menor será la vida de fatiga.

Por lo tanto, los dos pernos adyacentes a ambos lados del perno completamente aflojado son los primeros en fracturarse por fatiga, mientras que el perno completamente aflojado no se romperá.

3. Si el perno solo se reduce en precarga

Luego, bajo la acción de la carga de fatiga, su rango de tensión integral será mayor, la vida de fatiga será menor que la vida de diseño y la fractura por fatiga puede ocurrir primero.

Suponiendo que la fuerza de apriete previo de los pernos sea de 98 KN, si un perno está flojo, significa que la fuerza de apriete previo se reduce o que no hay fuerza de apriete previo. Aquí, la fuerza de preapriete del perno 1 se establece en 30 KN, que es 68 KN menos que la fuerza de preapriete de otros pernos. Cuando la brida se somete a una tensión alterna de 0 a 600 KN, calcule el rango de variación de la tensión y la tensión de los pernos:

EscribePretensión del perno
Condición de contornoPretensión del perno 1Pretensión del perno 2Pretensión del perno 3Pretensión del perno 4Pretensión del perno 5Pretensión del perno 6Pretensión del perno 7Pretensión del perno 8
Carga de trabajo68706 norte1.2644e+005 norte1.2174e+005 norte1.2004e+005 norte1.1943e+005 norte1.2004e+005 norte1.2117e+005 norte1.2644e+005 norte
Perno 1Perno 2Perno 3Perno 4Perno 5Perno 6Perno 7Perno 8
Pretensión KN3098989898989898
Fuerza del perno KN68126121120119120121126
Rango de fuerza KN3828232221222328

A partir de los resultados del cálculo en la tabla anterior, se puede ver que el rango de variación de la fuerza del perno aflojado de manera incompleta y sus dos pernos adyacentes es relativamente grande, por lo que el perno relajado de manera incompleta y los dos pernos adyacentes en ambos lados son los primeros en sufrir fractura por fatiga.

Resumiendo

A través de la aplicación real y el análisis de datos, se debe juzgar si el primer perno aflojado se rompe primero de acuerdo con la situación real. Bajo diferentes circunstancias, un perno suelto estará sujeto a diferentes fuerzas con diferentes resultados. Aquí está TorcStark para la solución de atornillado perfecta. Si tiene alguna pregunta sobre pernos, comuníquese con nosotros, TorcStark le proporcionará soluciones de forma gratuita.