Блог

Кто сломается первым, когда болт ослабнет, является предметом жарких споров. По общему мнению, тот болт, который ослабнет первым, не сломается. Потому что болты, которые ослабляются первыми, подвергаются меньшему усилию, чем те, которые затягиваются. Но так ли это на самом деле? В этой статье TorcStark разрушит всеобщее познание на основе результатов анализа случая.

В первую очередь необходимо выяснить степень ослабления и какую нагрузку несет затворная группа, чтобы судить о том, не сломается ли первым ослабленный болт.

Ниже обсуждаются три ситуации.

1. Если он подвергается только статической нагрузке

Болт, который ослаблен первым, не сломается первым. Если болт ослаблен, это означает, что усилие предварительной затяжки становится меньше или усилие предварительной затяжки равно нулю. Чем меньше усилие предварительной затяжки, тем меньше суммарное рабочее напряжение болта под действием внешней нагрузки. Болт с наименьшим рабочим напряжением не сломается первым в условиях статической нагрузки.

Теперь возьмем болтовое соединение во фланцевом соединении в качестве примера, чтобы увидеть, что происходит с напряжением болта, если один болт ослаблен.

8 болтов M16 класса 10.9 соединяют следующие фланцы, а номера болтов следующие:

В нормальных условиях к болтам применяется одинаковая предварительная нагрузка. Предполагая, что усилие предварительной затяжки болтов составляет 98 кН, если один болт ослаблен, это означает, что усилие предварительной затяжки уменьшено или усилие предварительной затяжки отсутствует. Здесь усилие предварительной затяжки болта 1 установлено равным 30 кН, что на 68 кН меньше, чем усилие предварительной затяжки других болтов. Когда фланец выдерживает усилие 600 кН, обратите внимание на разницу в силе болтов.

Напряжение болтов показано в таблице ниже:

Из результатов анализа видно, что распределение напряжений всех болтов изменяется за счет релаксации болта 1. Ослабленный болт получает меньшее напряжение, а два болта, непосредственно примыкающих к ослабленному болту (номера 2 и 8), испытывают большее напряжение. Большое растягивающее усилие означает, что внутреннее напряжение относительно велико. Если нагрузка продолжит увеличиваться, первыми сломаются два болта.

2. Если болтовая группа подвергается усталостным нагрузкам

Болт полностью ослаблен (т. е. нет усилия предварительной затяжки), и даже под действием внешней нагрузки болт не будет нагружен. Болт рядом с ним несет усилие, которое он должен выдерживать, поэтому болт, который ослаблен первым, не сломается первым, а соседний с ним болт может сломаться первым. Взяв в качестве примера фланцевое соединение, один болт полностью ослаблен, то есть усилие предварительной затяжки равно нулю, а усилие предварительной затяжки других болтов по-прежнему составляет 98 кН.

Из вышеприведенных результатов видно, что при воздействии на фланцевое соединение внешних нагрузок полностью ослабленные болты не выдерживают натяжения, то есть натяжение равно нулю. Когда фланец подвергается знакопеременным нагрузкам от 0 до 600 кН, диапазон изменения натяжения каждого болта составляет:

Из усталостных характеристик болтов видно, что чем больше диапазон изменения напряжения болтов, тем раньше происходит усталостное разрушение и тем короче усталостная долговечность.

Таким образом, два соседних болта по обеим сторонам полностью ослабленного болта первыми разрушаются от усталости, в то время как полностью ослабленный болт не ломается.

3. Если болт уменьшен только в предварительном натяге

Тогда под действием усталостной нагрузки диапазон его комплексных напряжений станет больше, усталостная долговечность будет ниже расчетной, и сначала может произойти усталостное разрушение.

Предполагая, что усилие предварительной затяжки болтов составляет 98 кН, если один болт ослаблен, это означает, что усилие предварительной затяжки уменьшено или усилие предварительной затяжки отсутствует. Здесь усилие предварительной затяжки болта 1 установлено равным 30 кН, что на 68 кН меньше, чем усилие предварительной затяжки других болтов. Когда фланец подвергается переменному натяжению от 0 до 600 кН, рассчитайте диапазон изменения напряжения и натяжения болтов:

Из результатов расчетов в приведенной выше таблице видно, что диапазон изменения усилия не полностью ослабленного болта и двух соседних с ним болтов относительно велик, поэтому не полностью ослабленный болт и два соседних болта с обеих сторон подвергаются воздействию в первую очередь. усталостный перелом.

Подведение итогов

На основе фактического применения и анализа данных следует судить о том, сломается ли первым ослабленный болт в соответствии с реальной ситуацией. При различных обстоятельствах ослабленный болт будет подвергаться воздействию различных сил с различными результатами. Вот TorcStark для идеального решения для болтовых соединений. Если у вас есть какие-либо вопросы о болтах, свяжитесь с нами, TorcStark бесплатно предоставит вам решения.