感谢shangxf8127网友提出的问题,您提的观点非常专业,我愿意就这个问题同你进行讨论。不知我是否能说清楚,令您满意。
第一、关于振松问题
螺栓振松实验可以在北京机械科学研究院做,这也是紧固件标准化技术委员会的所在地,无特殊要求的情况下,振松实验的振动频率设定为12.5Hz,对于弹性垫圈方式,振动1-2秒,预紧力下降到80%以下,振动10秒,预紧力下降到40%左右,振动20秒,预紧力基本全部丧失。而螺栓预紧力在松退60~70%时就会产生拆御力矩,在产生抓拆御力矩之后,螺栓预紧力会急剧下降,因此螺栓产生拆御力矩后就认为螺栓已经松了。最后会剩下10%左右的残余预紧力稳定下来。
据紧固件标准化技术委员会秘书长介绍,一般的防松方式都可以在30秒以内被振松,所以实验定了四倍时间,即120秒。
第二、关于疲劳强度
疲劳强度的概念本身就是要振动无限大次,但是无限大是不可能做到的,因此一般对于金属材料要求10^7次,紧固件行业的要求也是10^7次。因此,与振松实验相比相差10^4倍,但对于螺栓振松而立相差10^5倍。
第二、实际使用情况
正如网友所说,两种实验的条件,目的都不一样,不能放在一起比较。但是不能放在一起比较的东西并不是说不能放在一起考虑。螺栓实际使用是非常复杂的,有轴向力同时还有径向力,轴向力和径向力同时存在,大小不一,的确无法放在一起比较。但是,我们可以把它们放在一起考虑,因为疲劳强度实验和振松实验的振动次数毕竞相差10^5倍,即十万倍,所以我们是不是可以得出结论:在一般情况下,或者在绝大多数情况下,螺栓是先被振松的。由于疲劳强度的振动次数太大,螺栓的断裂出现在振松之后,疲劳损坏之前。
当然,螺栓断裂的原因不全是振动。在实际实用情况下,螺栓断裂的原因按其出现的频率排序如下:第一,振松后冲击断裂;第二,预紧柠伤后使用断裂;第三,螺栓自身缺陷;第四,螺栓疲劳断裂。
补充说明一下,现在机械行业普遍认为螺栓断裂的原因是螺栓的强度与疲劳强度,例如GT80液压锤,侧板使用7根10.9级M42螺栓,其预紧力高达350吨以上,而锤子自身重量仅1.66吨。这就是因为螺栓经常断裂而防松问题解决不了,一味增加螺栓强度和疲劳强度所导致的。