Болты являются наиболее часто используемыми крепежными деталями, и они чаще всего выходят из строя. Что касается болтов, знаете ли вы, где чаще всего происходит выход из строя болтов?
Как показано на рисунке ниже, на самом деле существует три основных места: ① Основание первой резьбы, где болт и гайка совпадают, с частотой отказов 65 %, ② Зона перехода между резьбой и полированным стержнем с частотой отказов 20 % и ③ Переход между головкой болта и стержнем винта с интенсивностью отказов 15 %. Эти три места также являются наивысшими точками распределения напряжений в болтах.
Среди них выход из строя первого положения, то есть корня первой резьбы, где болт и гайка совпадают, обычно вызван неравномерным распределением нагрузки на резьбу, причем наибольшую нагрузку несет первый круг резьбы (последующие круги уменьшаются), как показано на рисунке ниже. Коэффициент концентрации напряжений здесь может достигать 2-8, легко зарождаться трещины и расширяться, особенно при знакопеременных нагрузках, более вероятно возникновение усталостного разрушения.
Второе положение, разрушение переходной зоны между резьбой и полированным стержнем, главным образом, вызвано концентрацией напряжений, вызванной геометрической мутацией. Если переходная зона имеет плохую шероховатость, дефекты обработки или дефекты материала, усталостная прочность будет еще больше снижаться.
Третье положение, переход между головкой болта и винтом, обычно вызвано концентрацией напряжений из-за небольшого радиуса переходного галтели головки и винта (обычно требуется, чтобы R было больше или равно 0,15d, d — диаметр болта) или дефектов обработки (например, прерывание линии подачи холодной высадки). Более того, это место подвержено комбинированному напряжению при изгибе и растяжении, а также более склонно к переломам.(来源:iMechanics机械)
