摘要:在工作中,经常会碰到螺栓断裂的情况,比如,在装配中螺栓断了,有些螺栓是在服役中断裂了。在后者,大部分情况则是螺栓的疲劳断裂。
在工作中,经常会碰到螺栓断裂的情况,比如,在装配中螺栓断了,有些螺栓是在服役中断裂了。在后者,大部分情况则是螺栓的疲劳断裂。
在解决这类问题中,经常需要对疲劳断裂的过程或者原因做深入的分析,以此来从根本上解决问题。
下面就介绍一种分析断裂发生原因的图示方法:
每个图形的解释以及可能导致这些断裂的原因:
1、高名义应力High nominal stress
无应力集中No stress concentration: 断裂面较为平滑,没有明显的应力集中区域。原因:材料在均匀的高应力下发生断裂。
轻度应力集中Mild stress concentration: 断裂面上有轻微的应力集中迹象。原因:局部区域的微小缺陷或应力集中导致断裂。
严重应力集中Severe stress concentration: 断裂面上有明显且严重的应力集中迹象。原因:显著的缺陷、裂纹或应力集中点加速了断裂过程。
2、低名义应力Low nominal stress
无应力集中No stress concentration: 断裂面相对平滑,无明显应力集中。原因:材料在长时间低应力循环载荷下逐渐失效。
轻度应力集中Mild stress concentration: 断裂面上有轻微的应力集中迹象。原因:微小的表面缺陷或内部缺陷在低应力条件下引发断裂。
严重应力集中Severe stress concentration: 断裂面上有明显的应力集中迹象。原因:显著的表面或内部缺陷在高周疲劳条件下导致断裂。
一、拉-拉或拉-压Tension -tension or tension-compression
无应力集中No stress concentration: 断裂面较为均匀,无明显应力集中。原因:材料在纯拉伸或压缩载荷下断裂。
轻度应力集中Mild stress concentration:断裂面上有轻微的应力集中迹象。原因:局部区域的微小缺陷或应力集中导致断裂。
严重应力集中Severe stress concentration: 断裂面上有明显且严重的应力集中迹象。原因:显著的缺陷、裂纹或应力集中点加速了断裂过程。
二、旋转弯曲Rotating bending
无应力集中No stress concentration: 断裂面较为均匀,无明显应力集中。原因:材料在旋转弯曲载荷下断裂。
轻度应力集中Mild stress concentration: 断裂面上有轻微的应力集中迹象。原因:局部区域的微小缺陷或应力集中导致断裂。
严重应力集中Severe stress concentration: 断裂面上有明显且严重的应力集中迹象。原因:显著的缺陷、裂纹或应力集中点加速了断裂过程。
三、反向弯曲Reversed bending
无应力集中No stress concentration: 断裂面较为均匀,无明显应力集中。原因:材料在反向(双向)弯曲载荷下断裂。
Mild stress concentration: 断裂面上有轻微的应力集中迹象。原因:局部区域存在微小缺陷或应力集中导致断裂。
严重应力集中Severe stress concentration: 断裂面上有明显且严重的应力集中迹象。原因:显著的缺陷、裂纹或应力集中点加速了断裂过程。
四、扭转Torsion
无应力集中No stress concentration: 断裂面较为均匀,无明显应力集中。原因:材料在纯扭转载荷下断裂。
轻度应力集中Mild stress concentration: 断裂面上有轻微的应力集中迹象。原因:局部区域的微小缺陷或应力集中导致断裂。
严重应力集中Severe stress concentration: 断裂面上有明显且严重的应力集中迹象。原因:显著的缺陷、裂纹或应力集中点加速了断裂过程。
从以上的说明,我们就可以比对示例图的形状来判断失效螺钉在失效过程中承受的载荷是何种类型,从而推断出螺栓断裂的根本原因。当然,实践中要综合其他因素一并考虑。
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