高強(qiáng)度螺栓常見的失效形式
2025-01-22 11:46 陜西鋼結(jié)構(gòu) 華邦鋼結(jié)構(gòu)
一、斷裂
當(dāng)高強(qiáng)度螺栓承受的軸向拉應(yīng)力超過其危險(xiǎn)截面所能承受的拉應(yīng)力時(shí)，會(huì)發(fā)生塑性變形并最終導(dǎo)致斷裂。斷口有明顯的塑性變形，出現(xiàn) “縮頸” 現(xiàn)象，并呈 “杯錐” 狀。一般把斷面收縮率小于5%的斷裂稱為脆性斷裂。斷口平齊光亮，常出現(xiàn)放射狀、人字紋或光亮的結(jié)晶狀。在靜應(yīng)力作用下，經(jīng)過一定時(shí)間后發(fā)生的脆性斷裂現(xiàn)象。斷口一般呈冰糖狀，斷面分脆性斷裂區(qū)和瞬時(shí)斷裂區(qū)兩個(gè)區(qū)。承受交變循環(huán)應(yīng)力或應(yīng)變時(shí)，引起的局部結(jié)構(gòu)變化和內(nèi)部缺陷不斷發(fā)展，使其力學(xué)性能下降，最終導(dǎo)致的完全斷裂。斷口處無明顯的塑性變形現(xiàn)象，斷裂面由疲勞斷裂區(qū)和最終斷裂區(qū)兩部分組成。
二、松動(dòng)
在動(dòng)態(tài)載荷如振動(dòng)、沖擊以及循環(huán)載荷等作用下，螺紋的接觸部位發(fā)生微觀滑動(dòng)現(xiàn)象，然后漸漸轉(zhuǎn)化為宏觀的松動(dòng)現(xiàn)象。橫向位移幅值是螺栓松動(dòng)的主要原因。在軸向載荷作用下，螺紋接觸面間會(huì)發(fā)生磨損，而磨損會(huì)導(dǎo)致螺栓張緊力下降，進(jìn)一步導(dǎo)致摩擦力下降，在這種相互負(fù)反饋的作用下，螺栓連接開始松動(dòng)。
三、螺紋損壞
由于該部位存在應(yīng)力集中點(diǎn)，容易發(fā)生斷裂。長期使用或頻繁拆裝可能導(dǎo)致螺紋磨損，影響螺栓的緊固效果和使用壽命。
四、腐蝕
在腐蝕性環(huán)境中，受到拉伸應(yīng)力的作用，高強(qiáng)度螺栓可能會(huì)發(fā)生應(yīng)力腐蝕開裂。在酸洗、電鍍等工藝中吸收氫原子，導(dǎo)致材料變脆，從而在較低應(yīng)力下發(fā)生斷裂。
五、掉頭
頭桿結(jié)合處應(yīng)力集中、墊圈面邊沿應(yīng)力集中、鍛造裂紋、氫脆斷裂、設(shè)計(jì)與選材不當(dāng)?shù)仍蚨伎赡軐?dǎo)致高強(qiáng)度螺栓掉頭。
了解高強(qiáng)度螺栓常見的失效形式有助于采取相應(yīng)的預(yù)防措施，提高高強(qiáng)度螺栓的使用壽命和可靠性。
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