Factores que afectan la fuerza de fatiga de los pernos

01. Calidad superficial de los hilos
La rugosidad de la superficie de las roscas tiene un impacto significativo en la vida a fatiga de perno. Cuando la rugosidad de 4 0 crnimo acero se ataca con m 6-1. 0 hilos se reduce de 0. 08-0. 16 a 0. 63-1. 35, la fuerza de fatiga disminuye en un 33%; Cuando la rugosidad de la superficie de los pernos con M {{1 0}}. 5 hilos disminuye de 0. 08-0. 16 a 0. 16-0. 32, la fuerza de la fatiga disminuye en un 21% .
02. Impacto del proceso de laminado de hilos.
Los hilos rodantes producirán una capa de fortalecimiento de deformación y un mayor estrés de compresión residual, lo que juega un papel importante en la prevención del inicio y la propagación temprana de las grietas de fatiga; Al mismo tiempo, también reducirá la rugosidad de la superficie del valle del diente, lo que es beneficioso para mejorar la resistencia de la fatiga del perno. Sin embargo, si el hilo se enrolla y luego se somete al tratamiento térmico, los factores favorables anteriores desaparecerán. Por lo tanto, desde la perspectiva de mejorar el rendimiento de la fatiga de los pernos, los hilos deben rodarse después del tratamiento térmico. Pero hay otro problema en este momento, es decir, Bolts, especialmentepernos de alta resistencia, por lo general, tiene mayor dureza después del tratamiento térmico, lo que reduce la vida útil del molde rodante. Además, si la calidad del alambre rodante no es lo suficientemente buena y las micro grietas o los fenómenos de pelado de fatiga de contacto similar se producen en la superficie o la raíz de la hilo, el efecto de mejorar el rendimiento de la fatiga del perno no es significativo, e incluso el El rendimiento de la fatiga puede reducirse.
03. Distancia entre la cara del extremo de la nuez y el rosca
Las pruebas han demostrado que cuanto más cerca esté la cara del extremo de la tuerca de la posición roscada, antes fallará el perno. Esto se debe a que la posición donde el perno comienza a roscarse suele ser el área de rodamiento más rugosa, lo que resulta en una mayor concentración de tensiones. La primera rosca del par de pernos es la que concentra más esfuerzos y colocar esta primera rosca cerca de la posición inicial puede provocar una disminución de la resistencia a la fatiga. Por lo tanto, tener una distancia de al menos 2 roscas entre la primera rosca del par de pernos y el área roscada puede eliminar este peligro oculto.
La influencia de la forma del valle del hilo y el tamaño del radio.
04. Forma y tamaño del patrón de hilo
Cuando un perno se somete a la fuerza, la concentración de estrés ocurre en el valle del hilo, y su valor depende en gran medida de la forma del valle. Cambiar la forma de la ranura del diente, como el más suave, el surco del hilo, reduce la concentración de estrés y aumenta la resistencia a la fatiga. En términos generales, la resistencia de fatiga de los hilos en ranuras de fondo plano es la más baja. Si se usan los valles de los dientes circulares en lugar de los valles de los dientes planos, se puede mejorar la resistencia de la fatiga de los pernos. El tamaño de los pernos también tiene un impacto en las características de fatiga, con diámetros más grandes que resultan en menor resistencia a la fatiga; Esto también se aplica a las roscas de perno.
05. Grietas en la parte inferior deltornillocabeza
Las grietas de fatiga generalmente comienzan en la parte inferior de la rosca, pero a menudo también comienzan en la parte inferior de la cabeza del tornillo. Las grietas que comienzan a aparecer en la parte inferior de la cabeza del tornillo generalmente son causadas por un diseño inadecuado del diámetro del arco de transición de la cabeza del tornillo (concentración de tensión causada por un diámetro de arco de transición inadecuado), o por el perno que se está instalando en una inclinación inclinada apoyo. Un pequeño ángulo entre la cabeza del perno y el objeto de soporte (también conocido como la cara del extremo de la tuerca), como 2 grados, puede tener un impacto negativo inconmensurable en la resistencia a la fatiga. Este fenómeno a menudo ocurrió en el pasado cuando el objeto que se apoyaba era un componente soldado (que generalmente sufre liberación de estrés y cambios en la forma estructural después de la soldadura).
06. Distribución del estrés
La distribución de la tensión en la tuerca es desigual y, de hecho, las primeras hebillas soportan una gran cantidad de carga. Por lo tanto, se produce una gran cantidad de fatiga del perno en la primera y segunda deformación de la tuerca. Entonces podemos ver que mejorar la distribución uniforme de la tensión entre los pocos pernos de la unión aumentará la resistencia a la fatiga.
07. Defectos metalúrgicos en acero
Algunos pernos ya no se cortan después del embutido o estirado en frío, por lo que los defectos superficiales de las materias primas permanecen en la superficie de las piezas terminadas.
La capa de descarburación severa en la superficie del perno es un área débil. Durante el proceso de laminación después del tratamiento en frío, debido a la gran deformación de la superficie del acero, la mayor parte de la capa de descarburación quedará presionada hacia el área superior de la rosca. La resistencia y dureza de esta capa de descarburación son muy bajas, lo que la hace propensa a fallas por desgaste (rotura de rosca) y a convertirse en una fuente de grietas por fatiga, lo que conduce a fallas tempranas por fatiga.
08. Mejore la distribución de tensión de las roscas de los pares de pernos
Mejorar la distribución del estrés entre las roscas de pernos y aumentar la vida de la fatiga; La investigación muestra que también se puede lograr cambiando la forma de la tuerca. Crear un surco en la cara final donde la tuerca entra en contacto con el refuerzo puede aumentar la vida útil de la fatiga en un 25%. Esta mejora es particularmente adecuada para pernos de gran tamaño. Por supuesto, hay otras formas de hacer la distribución del estrés deltuercaunión más uniforme, como cambiar el material de la tuerca por otro material, de modo que su módulo elástico sea diferente al del perno; Por ejemplo, realizar roscas de pernos y tuercas con diferentes pasos; Alternativamente, use hilos puntiagudos.
09. Apriete los pernos a la fuerza de precarga de diseño
Entre numerosos casos, la forma más efectiva de mejorar la vida de la fatiga de los pares de pernos es apretar los pernos a la fuerza de precarga de diseño. Normalmente, un perno de segura solo transporta un 5% (o incluso menos) de la carga dinámica. Por lo tanto, un perno fijo de forma segura tiene una fuerte resistencia a las cargas de fatiga. Esto se debe a que la carga alterna que actúa sobre el perno es muy pequeña, por lo que la tensión alterna generada dentro del perno también es muy pequeña, generalmente muy por debajo del límite que el perno puede soportar. Cuando se produce una falla de fatiga, nueve de cada diez razones se deben a la fuerza de apriete previa al perno que no alcanza el valor de diseño, lo que expone el perno al estrés de momento doblado y conduce a una falla temprana.