紧固件的疲劳

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二、疲劳旳特征
对于螺栓，其失效形式主要是螺纹部分旳塑性形变和螺杆旳疲劳断裂
其中： 65%旳破坏发生在与螺母联接旳第一种螺牙； 20%旳破坏发生在螺纹与光杆旳转变处； 15%旳破坏发生在螺栓头与螺杆过渡圆角处。
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三、提升紧固件疲劳强度旳措施
提升紧固件疲劳强度主要措施有下列三种： 1、经过优化设计减小应力集中 2、改善制造工艺 3、设置合适旳预紧力
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3.1 优化设计减小应力集中
严格控制螺栓旳收尾尺寸消除应力集中，如下图所示： a、采用较大旳过渡圆角 b、切制卸荷槽 c、螺纹收尾处切制退刀槽
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3.1 优化设计减小应力集中
优化螺栓旳头下倾角也能够有效降低应力集中
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3.1 优化设计减小应力集中
采用加强型旳螺纹加强型螺纹与普通螺纹旳主要区别在外螺纹旳小径d1和牙根过渡圆角R,加强型螺纹旳主要特点是小径d1较普通螺纹大些,牙根过渡圆角半径增R大,减小螺栓旳应力集中，且对R有具体要求 Rmax=0.18042P，Rmin=0.15011P，其中P为螺距
其中热处理时还应预防脱碳现象旳发生，对比无表面脱碳和有表面脱碳情况下螺栓旳疲劳强度。脱碳层因为碳被氧化，金相组织其渗碳体（Fe3C）旳数量较正常组织少，所以在力学性能上其强度或硬度较正常组织低。一般存在表面脱碳情况下螺栓旳疲劳强度下降19.8%。
1
3.2 改善制造工艺
磷化螺栓表面磷化处理是为了防锈及稳定装配时旳劳旳特征三、提升紧固件疲劳旳途径
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一、疲劳旳简介
疲劳是指材料，零件和构件在循环加载下，在某点或者某些点产生永久旳局部性损伤，并在一定旳循环次数后形成裂纹、或使裂纹进一步扩展直到完全断裂旳现象。疲劳旳特点 1、只有在交变应力作用下，疲劳才会发生。 2、破坏起源于高应力，高应变旳局部。 3、疲劳损伤旳成果是形成裂纹

螺栓疲劳sn寿命曲线_解释说明以及概述

螺栓疲劳sn寿命曲线解释说明以及概述1. 引言1.1 概述螺栓是一种常用的紧固件，在许多工程领域中扮演着重要的角色。

在使用过程中，螺栓经常受到反复加载和卸载的力作用，这可能导致螺栓出现疲劳断裂。

因此，对于螺栓的疲劳性能和寿命进行准确的评估就显得尤为重要。

本文将着重介绍螺栓疲劳SN寿命曲线，该曲线是描述螺栓在不同应力水平下的寿命特性。

通过分析SN曲线，我们可以了解不同应力水平下螺栓发生疲劳断裂的寿命情况，并且进一步对其进行预测和评估。

1.2 文章结构本文共包括五个部分。

引言部分主要对文章进行概述，并介绍了后续各个章节的内容。

第二部分将详细介绍螺栓疲劳SN寿命曲线，包括其基本概念、意义以及影响因素。

第三部分将探讨SN曲线测定方法，涉及实验装置简介、数据收集与处理以及曲线拟合与分析。

第四部分将通过应用与实例分析，展示螺栓寿命预测方法在工程中的应用，并对实际工程案例进行详细分析。

最后，第五部分将对研究成果进行总结回顾，并评估和展望螺栓疲劳SN寿命曲线的应用价值。

1.3 目的本文旨在全面介绍螺栓疲劳SN寿命曲线，包括其定义、解释和影响因素。

同时，还将讨论测定SN曲线的实验方法，并通过实际工程案例对其应用进行分析。

希望通过本文的研究，在工程领域中更好地理解和应用螺栓疲劳SN寿命曲线，以提高螺栓使用安全性和可靠性。

2. 螺栓疲劳SN寿命曲线2.1 螺栓疲劳寿命介绍螺栓作为一种常用的连接元件，在工程实践中承受着重要的载荷。

然而，长期受到动力载荷作用后，螺栓可能会出现疲劳损伤，导致其失效。

因此，了解和预测螺栓的疲劳寿命是至关重要的。

2.2 SN曲线解释说明SN曲线是一种常见的描述螺栓疲劳寿命特性的图形曲线。

在这个曲线上，横轴表示应力幅值或应力范围(S)，纵轴表示循环次数(N)。

通过对大量试验数据进行分析和统计，得到了一系列代表不同材料、尺寸和工况条件下的SN曲线。

SN曲线可以清晰地展示出螺栓在不同应力水平下所能承受的循环次数。

螺纹紧固件轴向载荷疲劳试验标准

螺纹紧固件轴向载荷疲劳试验标准今天我们要探讨的是螺纹紧固件轴向载荷疲劳试验标准。

作为机械设计与制造领域中的重要内容，螺纹紧固件轴向载荷疲劳试验标准在工程实践中扮演着至关重要的角色。

本文将从整体概念、重要性、标准制定和实验方法等多个角度展开全面评估，旨在帮助大家更深入地理解这一主题。

1. 概念介绍螺纹紧固件轴向载荷疲劳试验标准指的是对螺纹紧固件在受轴向载荷作用下的疲劳性能进行评估的标准化测试方法。

螺纹紧固件作为机械装配中常用的连接元件，其轴向载荷疲劳性能直接关系到整个装配的安全可靠性。

开展相应的疲劳试验具有重要意义。

2. 重要性螺纹紧固件轴向载荷疲劳试验标准的制定和执行对于保障机械装配的安全运行具有重要意义。

通过对螺纹紧固件进行轴向载荷疲劳试验，可以评估其在实际工作条件下的使用寿命和疲劳强度，从而为工程设计和实际应用提供重要参考依据。

另外，经过标准化测试的螺纹紧固件还可以更好地满足行业标准和法规的要求，提高产品的市场竞争力。

3. 标准制定目前，国际上对于螺纹紧固件轴向载荷疲劳试验标准已经有了比较完善的体系，例如ISO、ASTM等国际标准组织都发布了相关的标准文件。

在国内，由我国标准化研究院等单位也陆续发布了相关的国家标准。

这些标准文件一般包括试验设备、试验方法、试验条件、试验结果评定等内容，为实验人员提供了规范和指导。

4. 实验方法螺纹紧固件轴向载荷疲劳试验的核心在于开发合适的实验方法。

一般来说，实验方法包括试样的准备、载荷施加、试验过程控制、试验数据采集与分析等步骤。

常见的实验方法包括拉伸实验、循环载荷实验等。

通过科学合理的实验方法，可以获取螺纹紧固件在轴向载荷下的疲劳性能指标，如疲劳寿命、疲劳界限等数据，为工程设计提供可靠依据。

总结回顾通过对螺纹紧固件轴向载荷疲劳试验标准的全面讨论，我们不难发现其在机械装配中的重要性和必要性。

标准化测试方法的制定和执行对于保障机械装配的安全可靠性具有重要作用，同时也为产品的市场准入和国际贸易提供了便利。

航空紧固件疲劳失效原因及改善措施

航空紧固件疲劳失效原因及改善措施航空紧固件作为飞机结构的重要组成部分，其性能直接关系到飞机的安全性和可靠性。

紧固件的疲劳失效是航空领域常见的问题之一，它通常是由多种因素共同作用的结果。

本文将探讨航空紧固件疲劳失效的原因，并提出相应的改善措施。

一、航空紧固件疲劳失效的原因1.1 材料特性航空紧固件的材料特性是影响其疲劳寿命的关键因素之一。

材料的强度、韧性、硬度等物理性能，以及微观结构如晶粒大小、夹杂物、相变等都会对疲劳性能产生影响。

例如，材料的强度越高，其疲劳强度也越高，但韧性可能会降低，这可能导致在高应力循环下更容易发生疲劳断裂。

1.2 制造工艺紧固件的制造工艺也会影响其疲劳性能。

锻造、热处理、表面处理等工艺过程都会改变材料的微观结构和表面状态。

不当的热处理可能导致材料硬度不均匀，增加应力集中的风险。

表面处理如镀层、渗碳等，如果处理不当，可能会引入裂纹源或改变材料的应力分布。

1.3 设计缺陷紧固件的设计缺陷也是导致疲劳失效的原因之一。

设计时未充分考虑应力集中、载荷分布、材料特性等因素，可能会导致紧固件在使用过程中承受不均匀的应力，从而加速疲劳裂纹的萌生和扩展。

1.4 环境因素环境因素对紧固件的疲劳性能也有显著影响。

温度、湿度、腐蚀性介质等环境条件会影响材料的性能，加速疲劳失效。

例如，在高温环境下，材料的疲劳强度会降低；在腐蚀性环境中，紧固件表面可能会形成腐蚀产物，增加应力集中，促进裂纹的形成。

1.5 载荷条件紧固件在使用过程中承受的载荷条件是影响其疲劳寿命的重要因素。

循环载荷、冲击载荷、振动等都会对紧固件产生疲劳损伤。

特别是循环载荷，其频率、幅值、波形等参数都会影响疲劳裂纹的萌生和扩展。

1.6 维护不当维护不当也是导致紧固件疲劳失效的原因之一。

缺乏定期检查和维护，未能及时发现和处理紧固件的损伤，可能会导致疲劳裂纹的扩展，最终导致紧固件的断裂。

二、航空紧固件疲劳失效的改善措施2.1 优化材料选择选择合适的材料是提高紧固件疲劳性能的基础。

紧固件的疲劳

螺栓疲劳的影响
螺栓疲劳的影响
减小 W ，选用细而长的螺栓减小螺栓刚度，或增加被连接件的刚度
，以提高疲劳能力。
选用细而长螺栓
螺栓疲劳的影响
不同的螺母设计，疲劳能力不同。
螺栓疲劳的影响
b
x F dx 0 Ab Eb
n
x F dx 0 Aቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ En
以上式为减少应变，通过增加螺纹长度，使应力分配其它螺纹处，以减小前面螺纹受力，达到提高疲劳能力。
1.指数函数公式： N.ea s C 整理得： lg N a bS
2.幂函数公式： S a N C 整理得： lg N a b lg S
疲劳极限
疲劳极限
Ff Ff Ft
m
Ff
（Ff W )
2 AS
W 2 AS
其中 m为平均应力, Ff 为初始轴向力，W
为外载作用，附加在螺栓载荷，As为应力面积
是通过肉眼，体视镜观察断口样貌的一种方法。宏观断口
光滑区域与弧线中心
氧化位置为裂纹源区
断口表面的疲劳弧线
是通过扫描电子显微镜，光学显微镜，透视电子显微镜分析的一种方法。电子显微镜
螺栓断口样貌
断口裂纹源形貌
扩展区宏观
扩展区微观
瞬断区宏观
瞬断区微观
S-N曲线
S-N曲线
104
N 106 107 N 106 107
增加螺纹旋合长度
螺栓疲劳的影响
M8螺栓除外，粗牙更换细牙
螺栓疲劳的影响
连续的金属流线
螺栓疲劳的影响
螺栓表面划伤
螺栓疲劳的影响
滚压与磨削比对试验
螺栓疲劳的影响
头下大圆角的设计，目的减小此处应力集中。

螺纹紧固件轴向载荷疲劳试验标准

螺纹紧固件轴向载荷疲劳试验标准
螺纹紧固件轴向载荷疲劳试验标准是用于评估螺纹紧固件在轴向载荷下的疲劳性能的一套规定和要求。

以下是一般的螺纹紧固件轴向载荷疲劳试验标准的内容：
1. 试验样品的制备：确定试验样品的尺寸、材料和表面处理要求，并确保试样的一致性。

2. 轴向载荷施加方式：确定轴向载荷的施加方式，可以通过液压或机械设备施加。

同时，规定载荷的幅值、频率和循环次数等。

3. 试验环境条件：确定试验环境的温度、湿度和气氛等因素，并确保符合要求的环境条件。

4. 试验参数的测量：测量和记录试验过程中的相关参数，如载荷、变形、应力、振动等，以评估试样的疲劳性能。

5. 试验结果的评估：根据试验过程和测量结果，评估试样的疲劳性能。

可以通过疲劳寿命、疲劳强度、疲劳极限等指标来评估。

6. 报告和结果分析：总结试验结果并撰写试验报告，分析疲劳失效的原因，并提出改进建议。

以上是一般螺纹紧固件轴向载荷疲劳试验标准的核心内容。

具
体的试验标准可能因应用领域和行业的不同会有所差异，需要参考相应的标准规范。

紧固件载荷分布计算方法及结构疲劳寿命预测

（３）（４）
( ) Ｃ＝（ｔ１２＋Ｄｔ２）ａ
ｂｎ
１＋１＋１＋１ｔ１Ｅ１ｎｔ２Ｅ２２ｔ１Ｅｆ２ｎｔ２Ｅｆ
（５）
Ｋ（ＨｕｔｈＳｃｈｗａｒｍａｎ）
式中：ｎ、ａ和ｂ为常数，取值如表１所示。
从半经验公式可以看出：所有的半经验公式都考虑了板
材料弹性模量、板尺寸、紧固件直径和紧固件材料等因素的
第４２卷第６期
兵器装备工程学报
２０２１年６月
【基础理论与应用研究】
ｄｏｉ：１０．１１８０９／ｂｑｚｂｇｃｘｂ２０２１．０６．０２６
紧固件载荷分布计算方法及结构疲劳寿命预测
邓强，赵维涛
（沈阳航空航天大学航空宇航学院，沈阳１１０１３６）
摘要：采用非三维有限元模型求解紧固件载荷分布，相比三维有限元模型建模简单，具有较高的计算效率；计算出的
件直径。Ｓｗｉｆｔ半经验公式［１８］为
( ) Ｃ
＝５＋０．８ＤＥｆ
１ｔ１Ｅ１
＋１ｔ２Ｅ２
Ｋ（ｓｗｉｆｔ）
＝
１Ｃ
Ｇｒｕｍｍａｎ半经验公式［１９］为
( ) Ｃ
＝（ｔ１Ｅ＋ｆＤｔ３２）２
＋３．７
１ｔ１Ｅ１
＋１ｔ２Ｅ２
Ｋ（Ｇｒｕｍｍａｎ）
＝
１Ｃ
ＨｕｔｈＳｃｈｗａｒｍａｎ半经验公式［１１］为
针对非三维实体有限元建模方法，本文依托ＡＢＡＱＵＳ软件，采用２种非三维实体紧固件有限元模型，并对紧固件载
２半经验公式
荷分布进行了研究分析，并通过与试验数据和实际工程案例对比，验证了紧固件有限元模型的有效性和高效性。
紧固件刚度在载荷分布、强度校核以及疲劳分析时，都是极其重要的影响因素。Ｓｉｄｄａｂａｔｈｕｎｉ［１０］的研究结果表明：

10.9级螺栓的疲劳极限 -回复

10.9级螺栓的疲劳极限-回复螺栓是一种常见的紧固件，用于连接和固定各类物体。

在实际应用过程中，螺栓可能会受到长期的往复负荷，这就会导致疲劳现象的产生。

螺栓的疲劳极限是指其在循环加载下的最大应力值。

要了解10.9级螺栓的疲劳极限，首先我们需要知道10.9级螺栓是什么意思。

螺栓的级别代表了其强度等级，10.9级螺栓是一种高强度合金钢螺栓，其抗拉强度为1000兆帕（MPa），抗剪强度为900兆帕（MPa）。

这种级别的螺栓常用于承受大载荷和高温环境等应用场合。

疲劳极限与螺栓的材料特性、载荷循环数、应力水平以及所处环境等因素有关。

下面，我们将逐步介绍影响10.9级螺栓疲劳极限的主要因素。

首先，螺栓的材料特性是影响疲劳极限的重要因素之一。

高强度合金钢螺栓具有较好的强度和韧性，可以耐受更高的应力水平。

这种材料的化学成分和热处理工艺等也会影响其疲劳性能。

其次，载荷循环数也是影响螺栓疲劳性能的关键因素。

循环加载下的螺栓在每个循环中都会经历应力的变化，这些应力的变化可能会导致螺栓产生微裂纹，最终导致疲劳断裂。

因此，循环加载次数越多，螺栓的疲劳极限就越低。

其次，应力水平也对螺栓的疲劳极限产生重要影响。

螺栓在承受载荷时会受到拉伸、压缩和剪切等多种应力类型的作用。

如果应力水平超过了螺栓的极限承载能力，就容易引发疲劳断裂。

因此，在设计和安装螺栓时，需要确保应力水平不超过其疲劳极限。

最后，环境条件也会对螺栓的疲劳极限产生影响。

例如，高温、腐蚀和振动等环境因素都会加剧螺栓的疲劳损伤程度。

因此，在选择螺栓材料和设计螺栓连接时，需要考虑所处环境的特点。

综上所述，10.9级螺栓的疲劳极限是一个与多种因素相关的复杂问题。

了解螺栓的材料特性、载荷循环数、应力水平以及环境条件等因素，对于合理选择、设计和使用螺栓连接是十分重要的。

在实际应用中，我们应该根据具体情况进行系统评估和分析，以确保螺栓的安全可靠性。

紧固件常用术语

紧固件机械性能常用术语抗拉强度( Tensile Strength )抗拉强度是指材料在外力拉伸下抵抗破断的能力. 你是否有过将橡胶条拉断的经验呢? 如果有, 那么你就是在测试橡胶条的抗拉强度. 紧固件的抗拉强度也是一样的, 它是紧固件能够承受的施加在其上而不会使其破断的抗拉值.抗拉强度是紧固件最普通的一种物理性质. 它是紧固件的极限强度( Ultimate Strength ). 也是紧固件在应用时考虑的其承载载荷能力( Load Bearing Ability )的基本指标.抗拉强度用N/mm2表示. 它是指平均分配在紧固件最小径截面积上( Cross-Sectional of minor Diameter )可施予紧固件承受的力量.意即:抗拉强度= 力/面积= N/mm2抗拉强度是紧固件抵抗轴向拉力( Axial Tensile )的能力. 它表明了紧固件承受轴向拉伸负荷的能力. 抗拉强度通常是指极限抗拉强度( Ultimate Tensile Strength, UTS ). 因为紧固件的屈服强度( Yield Strength )和保证载荷( Proof Load )与它的抗拉强度有关, 所以我们会在后面加以讨论.屈服强度( Yield Strength )理论上, 每一个轴向拉力都将使紧固件产生不同程度的伸长. 因为既有的金属均有其弹性模数( Degree of Elasticity, 或称为杨氏模数Young’s Moulde )存在, 通常将负荷去除, 紧固件就会恢复到原来的长度. 当紧固件无法恢复其原长时的负荷值即为其屈服点( Yield Point ). 屈服点是紧固件承受轴向负荷时开始产生塑性变形的那一点.在紧固件行业, 我们真的希望它能在其弹性极限范围内使用, 以确保联接的安全性, 而不希望将它拉伸到屈服点来使用. 因为这会降低紧固件的有效性. 当紧固件被拉伸到其屈服点后便无法收缩回到原的长度. 这种收缩提供了紧固件连接时的有效锁紧力. 我们可以清楚看到紧固件是如何锁紧及如何发挥功效的. 假想一个紧固件就如一个一圈圈缠紧的弹簧. 想象一个用弹簧拉紧的门, 当弹簧没有超过其屈服点时, 它可以有效地将门闭紧. 但当弹簧被过度拉伸而无法恢复到原来的长度时, 弹簧将会失效而无法将门闭紧. 但当弹簧被过度拉伸时, 便会到达其屈服点, 此时弹簧将会失效而无法将门拉紧. 弹簧便失去了其原有的拉力. 紧固件也是如此, 一但被过度拉伸, 便会失去原有的拉力.一般而言, 降服强度等于于极限抗拉强度的25%. 紧固件的屈服点是指它承受轴向负荷产生永久伸长的那一点.译注: 屈服强度与抗拉强度的关系并非一成不变的25%, 一般而言, 同一种材料的抗拉强度越高( 不管是加工硬化或是热处理造成), 屈服强度与抗拉强度的比值会升高, 延展性则降低,至于8.8级螺栓冷锻后作调质热处理, 屈服强度与抗拉强度大约为20-25%, 10.9级及12.9级螺栓冷锻后作调质热处理, 屈服强度与抗拉强度大约为10-20%.保证载荷( Proof Load )保证载荷是紧固件不产生永久伸长的所能承受的最大轴向拉力, 我们再以弹簧为例, 假设紧固件为一根弹簧, 我们可以想象将弹簧拉到不使它产生永久伸长的最大长度, 就是说到去除负荷后紧固件可以恢复到它原来的长度.这就表明了紧固件的屈服点和保证载荷的关系十分密切. 理论上讲, 就像在一个范围内有两个相邻的点, 一个比另一个小一点点, 那么这个比较小的值就是保证载荷, 另一个比较大的就是屈服点. 因为两点相距太近, 在实际应用上我们将它们视为等同. 碳钢类紧固件的保证载荷是其最大抗拉强度的75%. 例如, 碳钢类紧固件的抗拉强度是100,000PSI, 那么它的保证载荷即为其屈服点, 是75,000PSI.保证载荷的知识和意义对于业务人员很重要, 因为有时他会被要求提供紧固件在实际应用时可承受的拉力和载荷. 记住一般的原则是: 施加保证载荷的75%的力, 可以获得最佳功效. 这是紧固件在使用时关于其拉力的通用原则. 比如我们刚才提到的紧固件, 其抗拉强度是100, 000PSI, 因为保证载荷为抗拉强度的75%, 故其保证载荷为75, 000PSI, 若客户问你”这支螺栓可以承受多大的拉力使用”时, 你应该回答”保证载荷的75%或(25, 000*75%)56, 250PSI. 保证载荷是紧固件不产生塑性变形所能承受的最大的力. 记住下列三个重要的原则:1.碳钢的保证载荷是其抗拉强度的75%.2.将紧固件锁紧到其保证载荷的75%将发挥其最大功效.3.一般须将紧固件锁紧至其抗拉载荷的50%-60%, 以保证其功效. 译注: 保证载荷依规定依照公称尺寸及产品级数为一个固定值, 紧固件在承受载荷到此一规定值时不可产生任何可能造成组装失败的变形. 同样的, 保证载荷与抗拉强度的关系并非一成不变的25%, 与上一段的批注相同.扭矩与伸长( Torque-Tension)扭矩与伸长的关系: 扭矩与伸长的关系是指当施加扭矩于紧固件时会产生伸长及抵抗力. 扭矩与抗力的关系在应用上非常重要, 如前所述, 业务人员通常会建议客户以保证载荷的75%的拉力锁紧紧固件. 客户接下来就会问”要达到这一拉力需要多大的扭矩? ”, 在回答问题之前你必须清楚为什么一些客户提出的这个问题是合理的. 在使用紧固件时我们首先考虑的是施加适当的拉力. 既然如此, 客户为什么还会问到扭矩呢? 因为紧固件在使用时是施加扭矩将其锁紧的, 因此测定扭矩比测定其实际的拉力值要方便.现在你知道为什么这是一个很有意义的问题了吧? 你可以考虑答案了, 首先扭矩和抗力有不同的关系. 下面是会影响其相互关系的一些状况:1.紧固件的表面状况(本色或电镀)2.螺纹配合的表面状况3.承面状况4.螺纹等级5.螺纹类型6.紧固件的强度7.与之配合的材料强度8.润滑状况所有上述这些差异都将影响在实际使用过程中扭矩与抗力的关系.业务人员应注意千万不能为客户推测扭矩与抗力的关系. ( 扭矩–拉伸计, 扭矩与摩擦力测试及扭矩与夹紧负荷测试). 显然, 业务人员很难解决这样一个复杂的问题. 业务人员的职责是了解紧固件的实际使用状况, 并反馈回来以便我们能够最好地解决客户的问题. 如果遇到有关扭矩的问题, 你应该了解:1.紧固件如何使用.2.紧固件用什么材料制成.3.你将使用何种类型的紧固件.4.你需要多大的拉力(夹紧力).5.使用什么样的表面被覆.6.你计划使用何种润滑.7.其它你认为比较重要的使用状况.可能的话, 尽量取得所使用的紧固件装配的样品. 对扭矩拉力的一般性的了解是很重要的. 扭矩拉力是指施加扭矩于紧固件上时会产生拉力. 扭矩拉力的另一个相关的概念是夹紧力. 这将在后面加以讨论.锁紧力( Clamp Force )锁紧力是紧固件锁紧物体时作用于被锁紧面( 即承面)的力.在应用中, 作用于被锁紧面的力的大小完全与紧固件所受拉力相等; 事实上, 配件中扭矩锁紧力的关系与紧固件的扭矩应力关系比率完全相同.扭力在大多数应用中非常重要, 是因为紧固件中适当的拉力能确保正确装配; 记住: 制定扭矩- 应力关系图并非销售人员的职责. 但绝不是说销售人员可以逃避这些问题, 而是应该由销售人员收集必要信息交给相关部门, 以便提供最好可能答案.剪切强度( Shear Strength )剪切强度是当紧固件在垂直于轴向负荷而产生的阻止变形的能力.您也许曾在击高尔夫球时将球头折断或至少看到别人这样过. 您也许注意到球杆碰击球时, 当球飞出的同时球头也落地情况, 大家说: 球头被球杆剪落. 事实上, 您无意中做了球头剪切强度测试, 您可以看到球头是否可承受球杆作用于垂直于其轴线方向的力. 高尔夫球头制造时因此要使剪切强度小到不能影响击球.当紧固件应用于受垂直于轴向载荷时, 务必考虑其剪切强度. 不同于高尔夫球头的是紧固件必须要能承受这些载荷以完成工作.剪切强度通常估计为抗拉强度2/3大小, 因此如紧固件抗拉强度为180,000 PSI, 剪切强度则为120,000 PSI; 换句话说, 紧固件应能承受120,000 PSI的垂直于其轴向的载荷.通常剪切力发生在: 紧固件垂直钉在两块重迭的平行材料上, 同时两块材料所受力方向相反时.只有当紧固件剪切强度大于这个力时紧固件不会失效.疲劳强度( Fatigue Strength )疲劳强度是紧固件在循环震动应力( Cyclic Variations in Stress )作用下抵抗疲劳失效的能力. 换言之, 它是紧固件承受在因某种原因下产生的变负载的能力.一般来说, 疲劳强度大大低于它的最大抗拉强度.疲劳有若干种类, 但震动是最普遍的类型.典型的”震动”疲劳的例子是所有应用于柴油机上的”Head-bolt”, 当活塞沿活塞缸下冲时, Head-bolt不受力; 但当活塞再次上升时活塞缸内压力渐渐增加直至再次下冲时变为零. 整个过程载荷的变化及周期与电机的速度相关.为克服并确保震动变应力的疲劳失效, 紧固件应能承受大于可能碰到的循环中的最大应力.疲劳失效是受剪或拉的紧固件需要考虑的一个因素.延展性( Ductility )延展性是材料在不开裂情况下永久变形的能力.延展性在紧固件行业中多个不同的地方均有提及, 但其概念相同的. 首先, 延展性是对将要用于紧固件成型的材质而言, 材质延展性越好, 它在不开裂情况下变形能力越好. 我们用黏土来做例子说明延展性, 尽管它并非紧固件材料.您可用一个球形黏土捏成扁平形状, 并且其表面绝对不会有开裂或断裂; 这即为延展性, 相反, 用石头做同样的试验, 即使是极轻微的变形也会导致开裂及脆断. 以上两个极端情况的例子, 而材料有相同性质. 一些材料, 比如铝是一种延展性很好可以变形很大而不裂开的材料, 而另一些材料, 如硬度大的钢, 稍微变形即会开裂; 材质延展性是产品成型工艺的决定因素.用来成型螺纹的材料延展性也需要考虑, 因螺纹成型是紧固件四周的材料变形而成, 而非切削掉多余材料; 再来, 如果在黏土与石头的材料辗制螺纹; 首先, 在两种材料上各打一个相同大小孔, 然后插入螺丝旋入, 可以看到, 黏土四周材料会移动或变形但并未有切削作用; 但是当您用同样一只螺丝插入石块中, 石块材料会开裂. 这便是材料的脆性. 当然, 绝不会有人用螺丝旋入黏土或石头中, 但用来制造螺丝的材料应有相似的延展性. 即材料能够变形而不致开裂或断裂才可以.紧固件延展性要求最后与其应用场合有关. 有些场合紧固件会受到冲击或大力锤击. 一般来说, 这些紧固件应在断裂前变形, 这很重要. 如果紧固件容易碎裂, 则受冲击会开裂; 如延展性好, 则只会变形, 不会断裂.再想一想黏土与石头. 如果您有两个大小形状相似的圆柱, 一个为黏土, 另一个为石头; 施以同样垂直于其轴线的冲击, 则黏土会弯曲, 石头则会开裂. 紧固件材质有相似状况. 它们的延展性程度大小不同.只有定下紧固件应用的所有要求, 友汇及顾客才能一起开发出最适合每一种特殊场合的紧固件.延展性是材料永久变形而不裂开的能力.紧固件应考虑延展性三要素:1.紧固件本身材质延展性.2.成型处材质延展性.3.特殊场合紧固件延展性要求.硬度( Hardness )硬度是材料抵抗摩擦, 凹陷, 弯曲的一种指标.紧固件硬度最重要的意义是抵抗组装时的摩擦及/或在机械应用场合中的作用. 对螺纹成型及螺纹切削自攻螺丝而言, 由于它使用来自配合孔中挤出或攻钻出配合的内螺纹, 因此很显然的, 它的硬度必须比配合的组装件硬度要高. 如果不是这样的话, 那在组装时自攻螺纹会变形或损坏, 而导致旋不进去. 两种不同硬度的材料可以很清楚的被分出来, 比如说黏土和钢, 如果您想将钢制的螺纹成型自攻螺丝旋入黏土中, 因为黏土软且易于变形, 当然很轻易的就旋进去了. 接下来, 如果您想把黏土做的螺纹成型自攻螺丝旋入钢中, xxx咧怎么会弄不进去. 因此, 螺纹成型自攻螺丝必须比配合的工件硬.在某些作业场合下紧固件也会使用到承受面. 尤其是一些具有肩部的螺丝, 硬度仅在于几个重要的承受部位起作用但却非常重要. 这些承受面必须有足够的硬度来承担组装时快速增加且会累积的多余的摩擦以保证组装后的功能并减少维护量. 在一次我们拿黏土和钢作例子, 因为钢比黏土硬, 所以作为移动用的紧固件钢会比黏土使用的好且久.另一个重要性则是材料的硬度直接与材料的抗拉强度, 剪断强度及延展性相关. 当硬度增加时:1.抗拉强度增加.2.剪断强度增加.3.延展性减少.业务人员应该了解客户在每一种强度等级及延展性要求应用场合下, 如何去决定相关联的硬度值. 仔细询问这些问题并转给技术部门以便友汇可以建议客户使用何种紧固件.硬化紧固件有两种基本方法:1.冷加工或加工硬化.2.热处理.当紧固件在室温之下变形我们称之曰冷间加工. 冷间加工在变形的材料上施加应力使之变形并会残留应力使材料变硬. 这种现象在冷打头( Cold Heading )及挤制( Extrusion )均会发生.材料在经过数种不同的热处理后其硬度也会增加. 这些方法在热处理一章中将专题处理.紧固件的硬化依其使用场合之不同可以分为三种不同的方式:1.全硬化( Through Hardened ).2.表面硬化( Case Hardened ).3.选择性硬化( Selectively Hardened ).这三种名称是根据硬度在材料上状况的不同来命名, 全硬化紧固件全部的部位都多经过硬化. 其心部与表面均予以硬化. 表面硬化紧固件在材料表面很浅的部位进行硬化处理. 在紧固件上, 表面将会比心部要坚硬很多. 选择性硬化则是仅在紧固件选择某些部位进行硬化处理, 通常是在尾部. 经选择性硬化处理过的部位也比其它未经硬化的部位要坚硬很多.紧固件经过全硬化处理后可增加其强度级数, 紧固件如螺栓经全硬化处理后可以使螺栓抵抗更大的拉力而不致破断.紧固件经过表面硬化处理后主要可以增加其在组装时之耐磨性, 大多数的螺纹成型及螺纹切削自攻螺丝系使用表面硬化处理, 这是因为这些自攻螺丝必须在所配合的工件上攻出配合内螺纹. 如果这些螺丝使用全硬化到表面硬化的水平时, 紧固件会断裂, 因此在大多数场合下并不实用.当紧固件实施全硬化或表面硬化具有危险性时, 可以使用选择性硬化处理, 选择性硬化处理主要是用在螺纹成型自攻螺丝, 某些螺纹成型自攻螺丝因为其特殊使用场合而希望可以保存全硬化的强度等级及延展性, 而又必须有足够的尾部及螺纹硬度来成型配合内螺纹, 因此使用选择性硬化处理. 处理时先将紧固件全硬化到希望强度等级, 再对尾部及紧固件末端曰4-5个螺纹进行表面硬化处理以维持自攻功能.选择性硬化处理成本远高于全硬化处理或表面硬化处理. 但如果使用场合必须要如此处理时, 它还是非常具有价值.至于热处理的实施方法可以参照本手册热处理章.硬度是材料抵抗摩擦, 凹陷, 弯曲的一种指标.硬度影响紧固件组装时的摩擦.硬度测试应该在一种可以以特定载荷压入材料并测量其深度的机械上实施. 最常用的洛式硬度计和勃氏硬度计( 或维克式硬度计)且具有多种尺度用以度量不同状况下的硬度值.硬度与强度和延展性质相关, 且透过加工硬化或热处理硬化获得.Welcome To Download !!!欢迎您的下载，资料仅供参考！。

紧固件的典型失效形式

第４２卷　第６期　上　海　金　属　Ｖｏｌ．４２，Ｎｏ．６２０　２０２０年１１月　ＳＨＡＮＧＨＡＩＭＥＴＡＬＳ　Ｎｏｖｅｍｂｅｒ，２０２０基金项目：高温高频材料力学性能原位测试仪器开发与应用（２０１８ＹＦＦ０１０１２４０６）作者简介：王慧，男，高级工程师，博士，主要从事机械零部件的检测和失效分析工作，Ｅｍａｉｌ：ｈｕｉｗａｎｇ＠ｃｈｉｎａｚｂｊ．ｃｏｍ，电话：139****7476紧固件的典型失效形式王　慧１　刘海波１　朱先华２　祁永东１　王安友１　胡　杰３　赖建明３（１．浙江国检检测技术股份有限公司，浙江海盐　３１４３００；２．嘉兴市南湖区社会福利保障指导中心，浙江嘉兴　３１４０００；３．上海大学材料科学与工程学院，上海　２００４４４）【摘要】　紧固件是应用最广泛的基础零件之一，其可靠性与整个装备或结构的安全可靠运行密切相关。

根据１２０３个紧固件失效案例的统计分析结果，对紧固件失效的形式和原因进行了分类。

重点论述了常见的紧固件因过载、氢脆、疲劳、应力腐蚀等原因而失效的形式，并列举了典型的螺栓断裂案例，包括成分偏析导致的断裂，装配时过烧导致的断裂，氢脆或腐蚀疲劳导致的断裂等。

【关键词】　紧固件　失效　过载　氢脆　腐蚀疲劳ＴｙｐｉｃａｌＦａｉｌｕｒｅＭｏｄｅｓｏｆＦａｓｔｅｎｅｒｓＷＡＮＧＨｕｉ１　ＬＩＵＨａｉｂｏ１　ＺＨＵＸｉａｎｈｕａ２　ＱＩＹｏｎｇｄｏｎｇ１　ＷＡＮＧＡｎｙｏｕ１　ＨＵＪｉｅ３　ＬＡＩＪｉａｎｍｉｎｇ３（１．ＺｈｅｊｉａｎｇＧｕｏｊｉａｎＴｅｓｔｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＣｏ．，Ｌｔｄ．，ＨａｉｙａｎＺｈｅｊｉａｎｇ３１４３００，Ｃｈｉｎａ；２．ＪｉａｘｉｎｇＮａｎｈｕＤｉｓｔｒｉｃｔＳｏｃｉａｌＷｅｌｆａｒｅＳｅｃｕｒｉｔｙＧｕｉｄａｎｃｅＣｅｎｔｅｒ，ＪｉａｘｉｎｇＺｈｅｊｉａｎｇ３１４０００，Ｃｈｉｎａ；３．ＳｃｈｏｏｌｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳｈａｎｇｈａｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２００４４４，Ｃｈｉｎａ）【Ａｂｓｔｒａｃｔ】　Ｆａｓｔｅｎｅｒｓａｒｅｔｈｅｍｏｓｔｗｉｄｅｌｙｕｓｅｄｂａｓｉｃｐａｒｔｓ，ｔｈｅｉｒｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙｉｓｃｌｏｓｅｌｙｒｅｌａｔｅｄｔｏｔｈｅｓａｆｅａｎｄｒｅｌｉａｂｌｅｏｐｅｒａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｗｈｏｌｅｅｑｕｉｐｍｅｎｔｏｒｓｔｒｕｃｔｕｒｅ．Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｏｆｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌａｎａｌｙｓｉｓｆｏｒ１２０３ｃａｓｅｓｏｆｆａｓｔｅｎｅｒｆａｉｌｕｒｅ，ｔｈｅｍｏｄｅｓａｎｄｃａｕｓｅｓｏｆｆａｓｔｅｎｅｒｓｆａｉｌｕｒｅｗｅｒｅｃｌａｓｓｉｆｉｅｄ．Ｔｈｅｃｏｍｍｏｎｍｏｄｅｓｏｆｆａｓｔｅｎｅｒｆａｉｌｕｒｅｗｈｉｃｈｓｔｅｍｍｅｄｆｒｏｍｏｖｅｒｌｏａｄ，ｈｙｄｒｏｇｅｎｅｍｂｒｉｔｔｌｅｍｅｎｔ，ａｎｄｆａｔｉｇｕｅａｎｄｓｔｒｅｓｓｃｏｒｒｏｓｉｏｎｗｅｒｅｅｍｐｈａｔｉｃａｌｌｙｄｅｓｃｒｉｂｅｄ，ａｎｄｔｙｐｉｃａｌｃａｓｅｓｏｆｆａｓｔｅｎｅｒｂｒｅａｋｉｎｇｗｅｒｅｌｉｓｔｅｄ，ｉｎｖｏｌｖｉｎｇｔｈｅｂｒｅａｋｉｎｇｒｅｓｕｌｔｅｄｆｒｏｍｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｓｅｇｒｅｇａｔｉｏｎ，ｏｖｅｒｂｕｒｎｉｎｇｄｕｒｉｎｇａｓｓｅｍｂｌｉｎｇ，ｈｙｄｒｏｇｅｎｅｍｂｒｉｔｔｌｅｍｅｎｔ，ｏｒｃｏｒｒｏｓｉｏｎｆａｔｉｇｕｅ．【Ｋｅｙ　Ｗｏｒｄｓ】　ｆａｓｔｅｎｅｒ，ｆａｉｌｕｒｅ，ｏｖｅｒｌｏａｄ，ｈｙｄｒｏｇｅｎｅｍｂｒｉｔｔｌｅｍｅｎｔ，ｃｏｒｒｏｓｉｏｎｆａｔｉｇｕｅ紧固件被称为“工业之米”，是应用最广泛的基础零件之一。

gjb715.30a-2002紧固件试验方法拉伸疲劳

gjb715.30a-2002紧固件试验方法拉伸疲劳（原创版2篇）目录（篇1）1.紧固件试验方法拉伸疲劳的标准：gjb715.30a-20022.紧固件的拉伸疲劳试验3.紧固件的拉伸疲劳试验的应用4.紧固件的拉伸疲劳试验的展望正文（篇1）一、紧固件试验方法拉伸疲劳的标准：gjb715.30a-2002在我国，紧固件的试验方法拉伸疲劳的标准为 gjb715.30a-2002。

这个标准规定了紧固件在拉伸疲劳试验中的测试方法、试验设备、试验程序和试验结果处理等内容。

它是紧固件拉伸疲劳试验的权威指导文件，为紧固件的拉伸疲劳试验提供了科学、规范的依据。

二、紧固件的拉伸疲劳试验紧固件的拉伸疲劳试验，主要是通过模拟紧固件在实际使用过程中受到的拉伸应力，来检测其抗疲劳性能。

这种试验方法能够有效地预测紧固件在实际使用过程中的寿命，对于保证紧固件的质量和可靠性具有重要的意义。

三、紧固件的拉伸疲劳试验的应用紧固件的拉伸疲劳试验在实际应用中具有广泛的应用。

首先，它可以用于检测紧固件的抗疲劳性能，为紧固件的设计提供依据。

其次，它可以用于预测紧固件在实际使用过程中的寿命，为紧固件的使用和维护提供参考。

最后，它还可以用于评估紧固件的强度和可靠性，为紧固件的质量控制提供支持。

四、紧固件的拉伸疲劳试验的展望随着科技的发展和技术的进步，紧固件的拉伸疲劳试验将会有着更广阔的应用前景。

一方面，试验方法将会更加科学和规范，能够更准确地预测紧固件的寿命和可靠性。

另一方面，试验设备将会更加先进和便捷，能够更高效地完成试验任务。

目录（篇2）1.紧固件试验方法拉伸疲劳的标准：gjb715.30a-20022.试验方法的概述3.试验设备的要求4.试验过程的步骤5.试验结果的评估6.结论正文（篇2）一、紧固件试验方法拉伸疲劳的标准：gjb715.30a-2002gjb715.30a-2002 是我国紧固件试验方法拉伸疲劳的行业标准，旨在规范紧固件在拉伸疲劳试验中的操作方法和技术要求，以保证试验结果的准确性和可靠性。

紧固件常用术语

紧固件机械性能常用术语抗拉强度( Tensile Strength )抗拉强度是指材料在外力拉伸下抵抗破断的能力. 你是否有过将橡胶条拉断的经验呢? 如果有, 那么你就是在测试橡胶条的抗拉强度. 紧固件的抗拉强度也是一样的, 它是紧固件能够承受的施加在其上而不会使其破断的抗拉值.抗拉强度是紧固件最普通的一种物理性质. 它是紧固件的极限强度( Ultimate Strength ). 也是紧固件在应用时考虑的其承载载荷能力( Load Bearing Ability )的基本指标.抗拉强度用N/mm2表示. 它是指平均分配在紧固件最小径截面积上( Cross-Sectional of minor Diameter )可施予紧固件承受的力量.意即:抗拉强度= 力/面积= N/mm2抗拉强度是紧固件抵抗轴向拉力( Axial Tensile )的能力. 它表明了紧固件承受轴向拉伸负荷的能力. 抗拉强度通常是指极限抗拉强度( Ultimate Tensile Strength, UTS ). 因为紧固件的屈服强度( Yield Strength )和保证载荷( Proof Load )与它的抗拉强度有关, 所以我们会在后面加以讨论.屈服强度( Yield Strength )理论上, 每一个轴向拉力都将使紧固件产生不同程度的伸长. 因为既有的金属均有其弹性模数( Degree of Elasticity, 或称为杨氏模数Young’s Moulde )存在, 通常将负荷去除, 紧固件就会恢复到原来的长度. 当紧固件无法恢复其原长时的负荷值即为其屈服点( Yield Point ). 屈服点是紧固件承受轴向负荷时开始产生塑性变形的那一点.在紧固件行业, 我们真的希望它能在其弹性极限范围内使用, 以确保联接的安全性, 而不希望将它拉伸到屈服点来使用. 因为这会降低紧固件的有效性. 当紧固件被拉伸到其屈服点后便无法收缩回到原的长度. 这种收缩提供了紧固件连接时的有效锁紧力. 我们可以清楚看到紧固件是如何锁紧及如何发挥功效的. 假想一个紧固件就如一个一圈圈缠紧的弹簧. 想象一个用弹簧拉紧的门, 当弹簧没有超过其屈服点时, 它可以有效地将门闭紧. 但当弹簧被过度拉伸而无法恢复到原来的长度时, 弹簧将会失效而无法将门闭紧. 但当弹簧被过度拉伸时, 便会到达其屈服点, 此时弹簧将会失效而无法将门拉紧. 弹簧便失去了其原有的拉力. 紧固件也是如此, 一但被过度拉伸, 便会失去原有的拉力.一般而言, 降服强度等于于极限抗拉强度的25%. 紧固件的屈服点是指它承受轴向负荷产生永久伸长的那一点.译注: 屈服强度与抗拉强度的关系并非一成不变的25%, 一般而言, 同一种材料的抗拉强度越高( 不管是加工硬化或是热处理造成), 屈服强度与抗拉强度的比值会升高, 延展性则降低,至于8.8级螺栓冷锻后作调质热处理, 屈服强度与抗拉强度大约为20-25%, 10.9级及12.9级螺栓冷锻后作调质热处理, 屈服强度与抗拉强度大约为10-20%.保证载荷( Proof Load )保证载荷是紧固件不产生永久伸长的所能承受的最大轴向拉力, 我们再以弹簧为例, 假设紧固件为一根弹簧, 我们可以想象将弹簧拉到不使它产生永久伸长的最大长度, 就是说到去除负荷后紧固件可以恢复到它原来的长度.这就表明了紧固件的屈服点和保证载荷的关系十分密切. 理论上讲, 就像在一个范围内有两个相邻的点, 一个比另一个小一点点, 那么这个比较小的值就是保证载荷, 另一个比较大的就是屈服点. 因为两点相距太近, 在实际应用上我们将它们视为等同. 碳钢类紧固件的保证载荷是其最大抗拉强度的75%. 例如, 碳钢类紧固件的抗拉强度是100,000PSI, 那么它的保证载荷即为其屈服点, 是75,000PSI.保证载荷的知识和意义对于业务人员很重要, 因为有时他会被要求提供紧固件在实际应用时可承受的拉力和载荷. 记住一般的原则是: 施加保证载荷的75%的力, 可以获得最佳功效. 这是紧固件在使用时关于其拉力的通用原则. 比如我们刚才提到的紧固件, 其抗拉强度是100, 000PSI, 因为保证载荷为抗拉强度的75%, 故其保证载荷为75, 000PSI, 若客户问你”这支螺栓可以承受多大的拉力使用”时, 你应该回答”保证载荷的75%或(25, 000*75%)56, 250PSI. 保证载荷是紧固件不产生塑性变形所能承受的最大的力. 记住下列三个重要的原则:1.碳钢的保证载荷是其抗拉强度的75%.2.将紧固件锁紧到其保证载荷的75%将发挥其最大功效.3.一般须将紧固件锁紧至其抗拉载荷的50%-60%, 以保证其功效. 译注: 保证载荷依规定依照公称尺寸及产品级数为一个固定值, 紧固件在承受载荷到此一规定值时不可产生任何可能造成组装失败的变形. 同样的, 保证载荷与抗拉强度的关系并非一成不变的25%, 与上一段的批注相同.扭矩与伸长( Torque-Tension)扭矩与伸长的关系: 扭矩与伸长的关系是指当施加扭矩于紧固件时会产生伸长及抵抗力. 扭矩与抗力的关系在应用上非常重要, 如前所述, 业务人员通常会建议客户以保证载荷的75%的拉力锁紧紧固件. 客户接下来就会问”要达到这一拉力需要多大的扭矩? ”, 在回答问题之前你必须清楚为什么一些客户提出的这个问题是合理的. 在使用紧固件时我们首先考虑的是施加适当的拉力. 既然如此, 客户为什么还会问到扭矩呢? 因为紧固件在使用时是施加扭矩将其锁紧的, 因此测定扭矩比测定其实际的拉力值要方便.现在你知道为什么这是一个很有意义的问题了吧? 你可以考虑答案了, 首先扭矩和抗力有不同的关系. 下面是会影响其相互关系的一些状况:1.紧固件的表面状况(本色或电镀)2.螺纹配合的表面状况3.承面状况4.螺纹等级5.螺纹类型6.紧固件的强度7.与之配合的材料强度8.润滑状况所有上述这些差异都将影响在实际使用过程中扭矩与抗力的关系.业务人员应注意千万不能为客户推测扭矩与抗力的关系. ( 扭矩–拉伸计, 扭矩与摩擦力测试及扭矩与夹紧负荷测试). 显然, 业务人员很难解决这样一个复杂的问题. 业务人员的职责是了解紧固件的实际使用状况, 并反馈回来以便我们能够最好地解决客户的问题. 如果遇到有关扭矩的问题, 你应该了解:1.紧固件如何使用.2.紧固件用什么材料制成.3.你将使用何种类型的紧固件.4.你需要多大的拉力(夹紧力).5.使用什么样的表面被覆.6.你计划使用何种润滑.7.其它你认为比较重要的使用状况.可能的话, 尽量取得所使用的紧固件装配的样品. 对扭矩拉力的一般性的了解是很重要的. 扭矩拉力是指施加扭矩于紧固件上时会产生拉力. 扭矩拉力的另一个相关的概念是夹紧力. 这将在后面加以讨论.锁紧力( Clamp Force )锁紧力是紧固件锁紧物体时作用于被锁紧面( 即承面)的力.在应用中, 作用于被锁紧面的力的大小完全与紧固件所受拉力相等; 事实上, 配件中扭矩锁紧力的关系与紧固件的扭矩应力关系比率完全相同.扭力在大多数应用中非常重要, 是因为紧固件中适当的拉力能确保正确装配; 记住: 制定扭矩- 应力关系图并非销售人员的职责. 但绝不是说销售人员可以逃避这些问题, 而是应该由销售人员收集必要信息交给相关部门, 以便提供最好可能答案.剪切强度( Shear Strength )剪切强度是当紧固件在垂直于轴向负荷而产生的阻止变形的能力.您也许曾在击高尔夫球时将球头折断或至少看到别人这样过. 您也许注意到球杆碰击球时, 当球飞出的同时球头也落地情况, 大家说: 球头被球杆剪落. 事实上, 您无意中做了球头剪切强度测试, 您可以看到球头是否可承受球杆作用于垂直于其轴线方向的力. 高尔夫球头制造时因此要使剪切强度小到不能影响击球.当紧固件应用于受垂直于轴向载荷时, 务必考虑其剪切强度. 不同于高尔夫球头的是紧固件必须要能承受这些载荷以完成工作.剪切强度通常估计为抗拉强度2/3大小, 因此如紧固件抗拉强度为180,000 PSI, 剪切强度则为120,000 PSI; 换句话说, 紧固件应能承受120,000 PSI的垂直于其轴向的载荷.通常剪切力发生在: 紧固件垂直钉在两块重迭的平行材料上, 同时两块材料所受力方向相反时.只有当紧固件剪切强度大于这个力时紧固件不会失效.疲劳强度( Fatigue Strength )疲劳强度是紧固件在循环震动应力( Cyclic Variations in Stress )作用下抵抗疲劳失效的能力. 换言之, 它是紧固件承受在因某种原因下产生的变负载的能力.一般来说, 疲劳强度大大低于它的最大抗拉强度.疲劳有若干种类, 但震动是最普遍的类型.典型的”震动”疲劳的例子是所有应用于柴油机上的”Head-bolt”, 当活塞沿活塞缸下冲时, Head-bolt不受力; 但当活塞再次上升时活塞缸内压力渐渐增加直至再次下冲时变为零. 整个过程载荷的变化及周期与电机的速度相关.为克服并确保震动变应力的疲劳失效, 紧固件应能承受大于可能碰到的循环中的最大应力.疲劳失效是受剪或拉的紧固件需要考虑的一个因素.延展性( Ductility )延展性是材料在不开裂情况下永久变形的能力.延展性在紧固件行业中多个不同的地方均有提及, 但其概念相同的. 首先, 延展性是对将要用于紧固件成型的材质而言, 材质延展性越好, 它在不开裂情况下变形能力越好. 我们用黏土来做例子说明延展性, 尽管它并非紧固件材料.您可用一个球形黏土捏成扁平形状, 并且其表面绝对不会有开裂或断裂; 这即为延展性, 相反, 用石头做同样的试验, 即使是极轻微的变形也会导致开裂及脆断. 以上两个极端情况的例子, 而材料有相同性质. 一些材料, 比如铝是一种延展性很好可以变形很大而不裂开的材料, 而另一些材料, 如硬度大的钢, 稍微变形即会开裂; 材质延展性是产品成型工艺的决定因素.用来成型螺纹的材料延展性也需要考虑, 因螺纹成型是紧固件四周的材料变形而成, 而非切削掉多余材料; 再来, 如果在黏土与石头的材料辗制螺纹; 首先, 在两种材料上各打一个相同大小孔, 然后插入螺丝旋入, 可以看到, 黏土四周材料会移动或变形但并未有切削作用; 但是当您用同样一只螺丝插入石块中, 石块材料会开裂. 这便是材料的脆性. 当然, 绝不会有人用螺丝旋入黏土或石头中, 但用来制造螺丝的材料应有相似的延展性. 即材料能够变形而不致开裂或断裂才可以.紧固件延展性要求最后与其应用场合有关. 有些场合紧固件会受到冲击或大力锤击. 一般来说, 这些紧固件应在断裂前变形, 这很重要. 如果紧固件容易碎裂, 则受冲击会开裂; 如延展性好, 则只会变形, 不会断裂.再想一想黏土与石头. 如果您有两个大小形状相似的圆柱, 一个为黏土, 另一个为石头; 施以同样垂直于其轴线的冲击, 则黏土会弯曲, 石头则会开裂. 紧固件材质有相似状况. 它们的延展性程度大小不同.只有定下紧固件应用的所有要求, 友汇及顾客才能一起开发出最适合每一种特殊场合的紧固件.延展性是材料永久变形而不裂开的能力.紧固件应考虑延展性三要素:1.紧固件本身材质延展性.2.成型处材质延展性.3.特殊场合紧固件延展性要求.硬度( Hardness )硬度是材料抵抗摩擦, 凹陷, 弯曲的一种指标.紧固件硬度最重要的意义是抵抗组装时的摩擦及/或在机械应用场合中的作用. 对螺纹成型及螺纹切削自攻螺丝而言, 由于它使用来自配合孔中挤出或攻钻出配合的内螺纹, 因此很显然的, 它的硬度必须比配合的组装件硬度要高. 如果不是这样的话, 那在组装时自攻螺纹会变形或损坏, 而导致旋不进去. 两种不同硬度的材料可以很清楚的被分出来, 比如说黏土和钢, 如果您想将钢制的螺纹成型自攻螺丝旋入黏土中, 因为黏土软且易于变形, 当然很轻易的就旋进去了. 接下来, 如果您想把黏土做的螺纹成型自攻螺丝旋入钢中, xxx咧怎么会弄不进去. 因此, 螺纹成型自攻螺丝必须比配合的工件硬.在某些作业场合下紧固件也会使用到承受面. 尤其是一些具有肩部的螺丝, 硬度仅在于几个重要的承受部位起作用但却非常重要. 这些承受面必须有足够的硬度来承担组装时快速增加且会累积的多余的摩擦以保证组装后的功能并减少维护量. 在一次我们拿黏土和钢作例子, 因为钢比黏土硬, 所以作为移动用的紧固件钢会比黏土使用的好且久.另一个重要性则是材料的硬度直接与材料的抗拉强度, 剪断强度及延展性相关. 当硬度增加时:1.抗拉强度增加.2.剪断强度增加.3.延展性减少.业务人员应该了解客户在每一种强度等级及延展性要求应用场合下, 如何去决定相关联的硬度值. 仔细询问这些问题并转给技术部门以便友汇可以建议客户使用何种紧固件.硬化紧固件有两种基本方法:1.冷加工或加工硬化.2.热处理.当紧固件在室温之下变形我们称之曰冷间加工. 冷间加工在变形的材料上施加应力使之变形并会残留应力使材料变硬. 这种现象在冷打头( Cold Heading )及挤制( Extrusion )均会发生.材料在经过数种不同的热处理后其硬度也会增加. 这些方法在热处理一章中将专题处理.紧固件的硬化依其使用场合之不同可以分为三种不同的方式:1.全硬化( Through Hardened ).2.表面硬化( Case Hardened ).3.选择性硬化( Selectively Hardened ).这三种名称是根据硬度在材料上状况的不同来命名, 全硬化紧固件全部的部位都多经过硬化. 其心部与表面均予以硬化. 表面硬化紧固件在材料表面很浅的部位进行硬化处理. 在紧固件上, 表面将会比心部要坚硬很多. 选择性硬化则是仅在紧固件选择某些部位进行硬化处理, 通常是在尾部. 经选择性硬化处理过的部位也比其它未经硬化的部位要坚硬很多.紧固件经过全硬化处理后可增加其强度级数, 紧固件如螺栓经全硬化处理后可以使螺栓抵抗更大的拉力而不致破断.紧固件经过表面硬化处理后主要可以增加其在组装时之耐磨性, 大多数的螺纹成型及螺纹切削自攻螺丝系使用表面硬化处理, 这是因为这些自攻螺丝必须在所配合的工件上攻出配合内螺纹. 如果这些螺丝使用全硬化到表面硬化的水平时, 紧固件会断裂, 因此在大多数场合下并不实用.当紧固件实施全硬化或表面硬化具有危险性时, 可以使用选择性硬化处理, 选择性硬化处理主要是用在螺纹成型自攻螺丝, 某些螺纹成型自攻螺丝因为其特殊使用场合而希望可以保存全硬化的强度等级及延展性, 而又必须有足够的尾部及螺纹硬度来成型配合内螺纹, 因此使用选择性硬化处理. 处理时先将紧固件全硬化到希望强度等级, 再对尾部及紧固件末端曰4-5个螺纹进行表面硬化处理以维持自攻功能.选择性硬化处理成本远高于全硬化处理或表面硬化处理. 但如果使用场合必须要如此处理时, 它还是非常具有价值.至于热处理的实施方法可以参照本手册热处理章.硬度是材料抵抗摩擦, 凹陷, 弯曲的一种指标.硬度影响紧固件组装时的摩擦.硬度测试应该在一种可以以特定载荷压入材料并测量其深度的机械上实施. 最常用的洛式硬度计和勃氏硬度计( 或维克式硬度计)且具有多种尺度用以度量不同状况下的硬度值.硬度与强度和延展性质相关, 且透过加工硬化或热处理硬化获得.Welcome To Download !!!欢迎您的下载，资料仅供参考！。

装配预紧力对复合材料连接件疲劳行为的影响

装配预紧力对复合材料连接件疲劳行为的影响刘学术*, 王学尧（大连理工大学汽车工程学院，辽宁大连 116024）摘要：随着复合材料在航空、汽车等领域的广泛应用，螺栓连接作为结构设计中的重点，一直以来都是国内外学者研究的热点。

螺栓装配预紧力改变了复合材料连接件的孔边受载情况和结构整体的载荷分配，能够对结构的强度与寿命起到增益作用。

本工作以螺栓孔的变形量为结构疲劳性能的衡量标准，用液压疲劳机研究装配预紧力对复合材料连接件疲劳性能的影响以及疲劳循环过程中的预紧力退化。

结果表明：预紧力的大小与不均匀性较大程度影响了结构的孔变形以及疲劳寿命，在一定范围内，装配预紧力越大，结构抗疲劳性能越强；螺栓的预紧力退化受到初始预紧力大小、垫片类型以及加载频率等多方面因素的影响，初始预紧力越小，结构预紧力退化越严重。

关键词：复合材料；预紧力；预紧力退化；孔变形doi：10.11868/j.issn.1005-5053.2022.000146中图分类号：TB33 文献标识码：A 文章编号：1005-5053(2023)03-0116-08Influence of assembly preload on fatigue behavior of composite connectorLIU Xueshu*, WANG Xueyao（School of Automotive Engineering, Dalian University of Technology, Dalian 116024, Liaoning, China）Abstract: With the widespread application of composite materials in aviation, automotive and other fields, bolted connection, as the key focus in structural design, has always been a hot research topic for the scholars both at home and abroad. The pre tightening force of bolt assembly changes the loading situation at the hole edge of composite material connector and the overall load distribution of the structure, which can play a beneficial role in enhancing the strength and lifespan of the structure. This research took the deformation of bolt hole as the measurement standard for structural fatigue performance, the hydraulic fatigue machine was used to study the effect of assembly preload on the fatigue performance of composite material connector and the degradation of preload during the fatigue cycling. The results show that the magnitude and non-uniformity of the preload greatly affect the hole deformation and fatigue life of the structure. Within a certain range, the larger the assembly preload, the stronger the fatigue resistance of the structure. The degradation of pre tightening force of the bolt is influenced by various factors such as the initial pre tightening force, gasket type, and loading frequency. The smaller the initial pre tightening force, the more severe the degradation of structural pre tightening force.Key words: composite materials；preload；preload degradation；hole deformation复合材料因比模量大、强度高、抗疲劳耐腐蚀、可设计性强等诸多优越的性能被广泛应用于航空航天、汽车工业、能源工程、化工等领域，特别在航空航天领域的应用发展更为迅速，复合材料在现代飞机结构上的应用水平已经成为衡量飞机先进性的一个重要指标[1]。

疲劳断裂的特征分类及基础知识

No.1疲劳与断裂的概念1.疲劳：金属材料在应力或应变的反复作用下发生的性能变化称为疲劳。

2.疲劳断裂：材料承受交变循环应力或应变时，引起的局部结构变化和内部缺陷的不断地发展，使材料的力学性能下降，最终导致产品或材料的完全断裂，这个过程称为疲劳断裂，也可简称为金属的疲劳。

引起疲劳断裂的应力一般很低，疲劳断裂的发生，往往具有突发性、高度局部性及对各种缺陷的敏感性等特点。

No.2疲劳断裂的分类1.高周疲劳与低周疲劳如果作用在零件或构件的应力水平较低，破坏的循环次数高于10万次的疲劳，称为高周疲劳。

例如弹簧、传动轴、紧固件等类产品一般以高周疲劳见多。

作用在零件构件的应力水平较高，破坏的循环次数较低，一般低于1万次的疲劳，称为低周疲劳。

例如压力容器，汽轮机零件的疲劳损坏属于低周疲劳。

2.应力和应变分析应变疲劳——高应力，循环次数较低，称为低周疲劳；应力疲劳——低应力，循环次数较高，称为高周疲劳。

复合疲劳，但在实际中，往往很难区分应力与应变类型，一般情况下二种类型兼而有之，这样称为复合疲劳。

3.按照载荷类型分类弯曲疲劳、扭转疲劳、拉压疲劳、接触疲劳、振动疲劳、微动疲劳。

No.3疲劳断裂的特征宏观：裂纹源→扩展区→瞬断区。

裂纹源：表面有凹槽、缺陷，或者应力集中的区域是产生裂纹源的前提条件。

疲劳扩展区：断面较平坦，疲劳扩展与应力方向相垂直，产生明显疲劳弧线，又称为海滩纹或贝纹线。

瞬断区：是疲劳裂纹迅速扩展到瞬间断裂的区域，断口有金属滑移痕迹，有些产品瞬断区有放射性条纹并具有剪切唇区。

微观：疲劳断裂典型的特征是出现疲劳辉纹。

一些微观试样中还会出现解理与准解理现象（晶体学上的名称，在微观显象上出现的小平面），以及韧窝等微观区域特征。

No.4疲劳断裂的特点（1）断裂时没有明显的宏观塑性变形，断裂前没有明显的预兆，往往是突然性的产生，使机械零件产生的破坏或断裂的现象，危害十分严重。

（2）引起疲劳断裂的应力很低，往往低于静载时屈服强度的应力负荷。

紧固件试验方法

紧固件试验方法紧固件试验方法是用于评估紧固件性能和质量的一种方法。

在工程实践中，紧固件试验方法的设计和执行对于确保产品的安全性和可靠性至关重要。

以下是一些常见的紧固件试验方法：1. 静态拉伸试验：静态拉伸试验是用于评估紧固件抗拉强度的常见方法。

在试验中，将紧固件装配在拉伸试验机上，施加一定的拉力并持续加载，直至出现破坏。

试验结果可以确定紧固件的最大承载力和拉伸强度。

2. 静态剪切试验：静态剪切试验用于评估紧固件的剪切强度。

在试验中，将紧固件装配在剪切试验机上，施加剪切力并持续加载，直至出现破坏。

试验结果可以确定紧固件的最大承载力和剪切强度。

3. 轴向预紧试验：轴向预紧试验用于评估紧固件在预紧力作用下的性能。

在试验中，先将紧固件预紧到一定程度，然后测量和记录预紧力，并对紧固件进行进一步的加载。

试验结果可以确定紧固件在预紧力和额定载荷下的性能。

4. 疲劳试验：疲劳试验用于评估紧固件在循环加载下的性能。

在试验中，通过周期性加载和卸载来模拟实际使用条件下的循环加载。

试验结果可以确定紧固件的疲劳寿命和耐久性。

5. 耐腐蚀试验：耐腐蚀试验用于评估紧固件在腐蚀介质中的性能。

在试验中，将紧固件置于腐蚀介质中，如盐水或酸液，并对其进行一定时间的暴露。

试验结果可以确定紧固件的耐腐蚀性能和寿命。

6. 规格符合性试验：规格符合性试验用于评估紧固件是否符合规格要求。

在试验中，通过对紧固件的外观、尺寸、标记等进行检查和测量，以确保其符合规格要求。

7. 温度试验：温度试验用于评估紧固件在不同温度条件下的性能。

在试验中，将紧固件置于高温或低温环境中，并对其进行一定时间的暴露。

试验结果可以确定紧固件的热膨胀性和温度稳定性。

总之，紧固件试验方法是通过对紧固件进行一系列的试验和测量，评估其性能和质量。

这些试验方法可以帮助工程师和设计师选择合适的紧固件，确保产品的安全性和可靠性。

螺纹紧固件轴向载荷疲劳试验方法

螺纹紧固件轴向载荷疲劳试验方法
螺纹紧固件轴向载荷疲劳试验方法通常有以下几种：
1. 紧固件螺纹试验：该试验方法适用于研究螺纹部分的疲劳性能。

将螺纹和标准试样（通常为螺柱）连接起来，然后施加轴向载荷，并进行循环加载，记录试样的疲劳寿命和载荷-位移曲线等数据，以评估螺纹的疲劳性能。

2. 完整螺纹连接试验：该试验方法适用于研究完整的螺纹连接件（如螺栓-螺母）的疲劳性能。

将螺纹连接件连接起来，并施加轴向载荷，进行循环加载，记录连接件的疲劳寿命和载荷-位移曲线等数据，以评估螺纹连接的疲劳性能。

3. 全尺寸组装试验：该试验方法适用于研究包含螺纹紧固件的实际装配结构（如飞机机身等）的疲劳性能。

通过在实际装配结构中安装螺纹紧固件，施加轴向载荷，进行循环加载，记录装配结构的疲劳寿命和载荷-位移曲线等数据，以评估螺纹紧固件在实际工作环境中的疲劳性能。

以上是几种常见的螺纹紧固件轴向载荷疲劳试验方法，不同的试验方法适用于不同的研究对象和需求，具体选择适合的方法需要根据具体情况进行综合考虑。

螺纹紧固件轴向载荷疲劳试验标准

螺纹紧固件轴向载荷疲劳试验标准摘要：1.螺纹紧固件轴向载荷疲劳试验方法的概述2.螺纹紧固件轴向载荷疲劳试验的适用范围3.螺纹紧固件轴向载荷疲劳试验的试验方法和数据处理方法4.螺纹紧固件用回转式工具性能试验方法5.承受轴向载荷的螺纹连接优先选用的螺纹紧固件类型正文：一、螺纹紧固件轴向载荷疲劳试验方法的概述《中华人民共和国国家标准：螺纹紧固件轴向载荷疲劳试验方法(gb/t,13682-92)》是由我国相关部门制定的一项标准，旨在规范螺纹紧固件轴向载荷疲劳试验的进行。

该标准全面地规定了螺纹紧固件轴向载荷疲劳试验方法和数据处理方法，对于需要进行疲劳试验的螺栓、螺柱等外螺纹紧固件都具有重要的指导意义。

同时，其他外螺纹零件也可以参照采用。

二、螺纹紧固件轴向载荷疲劳试验的适用范围螺纹紧固件轴向载荷疲劳试验方法主要适用于承受轴向载荷的螺纹连接。

在实际应用中，螺纹连接因其具有良好的可靠性和简便的安装方式，被广泛应用于各种机械设备的连接和固定。

然而，由于轴向载荷的作用，螺纹连接可能会出现疲劳损伤，影响到连接的稳定性和安全性。

因此，对螺纹紧固件进行轴向载荷疲劳试验是十分必要的。

三、螺纹紧固件轴向载荷疲劳试验的试验方法和数据处理方法在《中华人民共和国国家标准：螺纹紧固件轴向载荷疲劳试验方法(gb/t,13682-92)》中，详细地规定了螺纹紧固件轴向载荷疲劳试验的试验方法和数据处理方法。

这些方法包括试验设备的准备、试验过程的控制、试验数据的收集和处理等。

通过这些方法，可以有效地评估螺纹紧固件在轴向载荷作用下的疲劳性能，为工程应用提供重要的参考依据。

四、螺纹紧固件用回转式工具性能试验方法《螺纹紧固件用回转式工具性能试验方法》是2011 年在中国标准出版社出版的图书，该书由中国标准出版社编写。

该标准主要规定了螺纹紧固件用回转式工具的性能试验方法，包括试验设备的准备、试验过程的控制、试验数据的收集和处理等。

这些方法对于保证螺纹紧固件用回转式工具的性能和质量具有重要的意义。

紧固件机械性能

3
表面处理技术如渗碳、渗氮等也可以提高紧固件的耐磨性能。
06 紧固件机械性能的测试与检验
拉伸试验
目的
测定紧固件的抗拉强度、屈服点和延伸率等机械性能指标，确保紧固件在使用过程中能够承受足够的拉力而不发生断裂。
方法
将紧固件拉伸至断裂或屈服点，记录拉伸过程中的力-位移曲线，并根据曲线计算相关机械性能指标。
02
常见的耐候性材料有铝合金、铜合金等，这些材料具有良好的
耐候性能，能够适应各种气候条件。
表面处理技术如喷塑、喷漆等也可以提高紧固件的耐候性能。
03
耐磨性
1
紧固件在使用过程中应具有良好的耐磨性能，以延长其使用寿命。
2
耐磨材料如碳化钨、碳化铬等具有较高的硬度和耐磨性能，适用于需要承受高摩擦和高磨损的紧固件。
无损检测
目的
在不破坏紧固件的情况下，检测其表面和内部是否存在裂纹、气孔、夹杂物等缺陷，确保紧固件的质量和可靠性。
方法
利用超声波、射线、磁粉等无损检测技术对紧固件进行检测，通过分析检测信号判断紧固件是否存在缺陷。
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测试方法
通过拉伸试验机对紧固件进行拉伸，测量其伸长量和横截面积的变化，计算出伸长率和截面收缩率。
影响因素
伸长率和截面收缩率与紧固件的材质、晶粒大小、热处理工
艺等因素有关。
硬度
定义
硬度是指紧固件抵抗表面压入的能力，通常用洛氏硬度、布氏硬度等表示。
测试方法
通过硬度计对紧固件的表面或截面进行压入试验，测量所需的压力或压入深度，计算出硬度值。
03 紧固件的力学性能Fra bibliotek拉强度01

紧固件疲劳失效分析与预防

紧固件疲劳失效分析与预防紧固件在工程领域起着关键的作用，它们用于将零部件固定在一起，确保工程结构物的安全和稳定。

然而，紧固件的疲劳失效可能会给工程带来严重的后果。

因此，疲劳失效分析和预防是非常重要的。

疲劳失效是指由于重复或循环加载而引起的材料或结构的失效。

在紧固件中，疲劳失效通常发生在受到循环加载的位置，例如螺纹部分或接触相对面。

这种循环加载可能是由于振动、震动或重复的力量作用引起的。

疲劳失效会导致紧固件的拉伸、剪切或变形能力下降，最终引发断裂。

为了进行紧固件的疲劳失效分析和预防，首先需要对材料的疲劳性能有所了解。

材料的疲劳性能通常由疲劳强度和寿命曲线来描述。

疲劳强度是指材料在一定循环加载下的耐久性能。

寿命曲线则是描述材料的疲劳强度随循环次数的降低情况。

这些参数可以通过实验和数学建模进行评估。

在进行疲劳失效分析时，还需要考虑紧固件所受到的外部加载条件。

这些加载条件可以包括振动频率、力大小和加载方式等。

同时，紧固件的受力状态和加载方向也会对疲劳失效起着重要影响。

因此，了解工程结构中紧固件所处的环境和加载条件是至关重要的。

在实际应用中，除了疲劳失效分析外，预防措施也是非常重要的。

可以采取的一些预防措施包括：1.使用高强度材料：选择具有更高疲劳强度的材料，可以提高紧固件的耐久性能。

2.合理设计和安装：确保紧固件的设计合理，避免过度紧固或松动等问题。

正确的安装方法也是防止疲劳失效的重要因素。

3.定期维护和检查：对紧固件进行定期维护和检查，及时发现和修复可能存在的问题。

4.使用防腐蚀涂层：为紧固件提供防腐蚀涂层，可以延长紧固件的使用寿命，减少疲劳失效的风险。

总的来说，紧固件的疲劳失效分析和预防是确保工程结构安全运行的重要环节。

通过了解材料的疲劳性能、分析加载条件和采取预防措施，可以减少疲劳失效的风险，提高紧固件的使用寿命和可靠性。

工程师们应该密切关注紧固件的性能和状态，以确保工程结构的安全性和稳定性。

只有通过不断改进和完善疲劳失效分析和预防措施，才能在工程项目中避免可能导致严重后果的紧固件失效。

螺钉材料及性能等级

螺钉材料及性能等级引言。

螺钉是一种常见的紧固件，用于连接和固定各种构件和零件。

在工程设计和制造中，选择合适的螺钉材料和性能等级对于确保连接的可靠性和安全性至关重要。

本文将介绍常见的螺钉材料和性能等级，以及它们的特性和适用范围。

一、螺钉材料。

1. 碳钢螺钉。

碳钢螺钉是最常见的螺钉材料之一，具有良好的强度和刚性。

它通常用于一般的紧固应用，如家具制造和建筑结构。

碳钢螺钉可以通过热处理来提高其硬度和强度，以满足特定的工程要求。

2. 不锈钢螺钉。

不锈钢螺钉具有优异的耐腐蚀性能，适用于潮湿和腐蚀环境下的使用。

它们通常用于户外设备、海洋工程和化工设备等领域。

不锈钢螺钉有多种材料，包括A2不锈钢（304不锈钢）和A4不锈钢（316不锈钢），具有不同的耐腐蚀性能和强度等级。

3. 钛合金螺钉。

钛合金螺钉具有优异的强度重量比和耐腐蚀性能，适用于航空航天和高端机械设备等领域。

它们通常用于要求轻量化和高强度的应用，如飞机结构和航天器零部件。

4. 铝合金螺钉。

铝合金螺钉具有轻质和良好的耐腐蚀性能，适用于要求减重和防腐蚀的应用。

它们通常用于航空航天、汽车和自行车等领域。

5. 合金钢螺钉。

合金钢螺钉具有优异的强度和韧性，适用于高强度和高温环境下的使用。

它们通常用于重型机械设备、发动机和石油化工设备等领域。

二、螺钉性能等级。

1. 强度等级。

螺钉的强度等级是指其抗拉强度和抗剪强度等级。

常见的强度等级包括 4.8级、8.8级、10.9级和12.9级等级。

不同的强度等级适用于不同的工程要求，如4.8级适用于一般紧固应用，8.8级适用于要求较高强度的应用，10.9级和12.9级适用于要求极高强度的应用。

2. 耐腐蚀等级。

螺钉的耐腐蚀等级是指其在腐蚀介质中的抗腐蚀能力。

常见的耐腐蚀等级包括A2和A4等级。

A2等级适用于一般的室内和轻度腐蚀环境，A4等级适用于户外和重度腐蚀环境。

3. 温度等级。

螺钉的温度等级是指其在高温环境下的使用温度范围。

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