在拉應力作(zuò)用下,螺(luó)栓任意一點的拉(lā)應力(lì)σ1為軸向(xiàng),壓應力σ3垂直于軸向拉應(yīng)力。 比(bǐ)較大剪切(qiē)力 τmax 與軸向成 45°。當(dāng)螺栓(shuān)為(wéi)杆徑小于螺(luó)紋底徑的彈性(xìng)螺栓(shuān)或(huò)螺紋底(dǐ)徑小于杆徑的(de)普通螺栓時,彈性螺栓的細杆(gǎn)徑與普(pǔ)通螺栓的螺(luó)紋底(dǐ)徑為 危險斷面(miàn),危險斷面(miàn)的軸向拉(lā)應(yīng)力(lì)比(bǐ)較(jiào)大。 無(wú)缺陷(xiàn)螺栓的斷裂首先發生在(zài)靠近螺(luó)栓芯部(bù)的危(wēi)險部分,并(bìng)擴展到(dào)外表面(miàn)。 斷裂前,塑(sù)料材料螺栓的變形(xíng)和收縮(suō)較(jiào)大; 脆性材(cái)料螺栓的(de)變形(xíng)收縮(suō)率小(xiǎo)。
當螺(luó)栓(shuān)在安(ān)裝或使用過程中(zhōng)發生(shēng)過(guò)載塑性(xìng)斷裂時,拉伸載荷産生的剪應(yīng)力使螺栓在(zài)斷(duàn)裂前發(fā)生(shēng)較大變形,比較終發(fā)生頸(jǐng)縮斷(duàn)裂。 裂(liè)紋(wén)沿比較(jiào)大剪(jiǎn)應力方向在頸縮截(jié)面的(de)中心(xīn)成核。 并(bìng)展(zhǎn)開,螺栓軸線(xiàn)約45°。 宏觀(guān)斷(duàn)口有(yǒu)明顯的(de)剪切唇,頸縮明顯。 工(gōng)程上用面(miàn)積的(de)減少(shǎo)來表(biǎo)示材料的(de)可塑(sù)性。 面積(jī)減(jiǎn)少得(dé)越大(dà),可塑性(xìng)越(yuè)好。
對(duì)于脆(cuì)性斷裂螺栓,單(dān)向拉(lā)伸過載引(yǐn)起斷(duàn)裂,截面(miàn)一般與(yǔ)拉伸方向垂直,伴有少量(liàng)永久變形斷(duàn)裂,截面收縮(suō)率很小。
當螺栓承受(shòu)扭轉(zhuǎn)應力載荷時,螺(luó)栓的每一點都(dōu)處于純(chún)剪應力(lì)狀态,螺(luó)栓危險(xiǎn)截面圓周上的(de)任意一(yī)點受到的扭(niǔ)轉(zhuǎn)應(yīng)力比(bǐ)較大,如圖(tú)所示(shì)。
螺栓扭(niǔ)轉變形後(hòu)斷裂時(shí),斷裂前剪(jiǎn)切應力引起的塑性變形在扭轉應(yīng)力作用下(xià)宏觀(guān)不明顯,斷裂後斷裂平齊。 單扭過載(zǎi)斷裂(liè)常發(fā)生(shēng)在垂直軸的(de)危險截面上。 斷(duàn)裂源在危(wēi)險斷(duàn)面表面(miàn),比較終(zhōng)斷裂帶在(zài)中心。 如果在扭轉過(guò)程中(zhōng)仍然施加(jiā)彎曲應力,則比(bǐ)較終(zhōng)斷裂區會(huì)偏離(lí)中心(xīn)。
螺栓(shuān)脆(cuì)性(xìng)斷裂(liè)時,危(wēi)險段應力比較(jiào)大。 斷裂的(de)源頭(tóu)是在危險(xiǎn)斷面的表(biǎo)面或内部(bù)缺陷(xiàn)處(chù)産生和(hé)擴展。 斷口(kǒu)呈結晶狀,沿晶粒常(cháng)有二次裂紋。
在螺紋(wén)緊固連接(jiē)中,外螺紋承受(shòu)的力為拉應力(lì)(軸向(xiàng)力),被(bèi)緊固(gù)部件承受的力(lì)為壓縮(suō)力,這兩種力互為(wéi)反作(zuò)用力。 這(zhè)兩(liǎng)種力與外(wài)螺紋(wén)和内螺紋的緊(jǐn)固支(zhī)撐面以及(jí)螺紋(wén)與(yǔ)接觸面的摩(mó)擦阻力共同作(zuò)用,共同作用于(yú)防止螺紋松動(dòng)。 無論(lùn)是擰螺栓(shuān)還(hái)是擰螺母,都(dōu)可以(yǐ)達到擰(nǐng)緊(jǐn)的目的。