螺栓保證載荷與拉伸屈服強度的關係
儘管螺栓看起來非常堅固₪╃▩₪·,但鋼是一種彈性材料☁☁·▩。這意味著當它們在螺栓接頭中擰緊時₪╃▩₪·,它們實際上會拉伸很小的量☁☁·▩。
將螺栓連線中的螺栓想象成一個堅硬的金屬彈簧☁☁·▩。透過擰緊螺母₪╃▩₪·,您會產生張力₪╃▩₪·,即拉動螺栓兩端的負載或力☁☁·▩。當您增加張力時₪╃▩₪·,螺栓會像您拉動兩端時彈簧的拉伸方式一樣拉伸☁☁·▩。
如果松開螺母₪╃▩₪·,螺栓會鬆弛並恢復到正常長度₪╃▩₪·,就像鬆開時彈簧恢復到原來的形狀一樣☁☁·▩。這種拉伸和釋放的能力稱為彈性☁☁·▩。 (是彈性使擰緊的螺栓和螺母夾在接頭的兩側₪╃▩₪·,將其固定在一起)☁☁·▩。
但是₪╃▩₪·,如果您將彈簧拉得太遠₪╃▩₪·,它會失去一些彈性☁☁·▩。當你鬆開時₪╃▩₪·,它不會完全後坐₪╃▩₪·,就像一個不會恢復到原來形狀的緊身玩具☁☁·▩。
就像過度拉伸的緊身衣一樣₪╃▩₪·,如果螺栓拉伸超過某個點₪╃▩₪·,它會失去一些彈性並開始永久變形——稱為塑性變形☁☁·▩。
螺栓的屈服強度可以定義為在特定緊韌體內產生一定量永久變形的拉力☁☁·▩。
在許多(但不是全部)螺栓連線情況下₪╃▩₪·,重要的是不要將螺栓拉伸到超過其屈服強度₪╃▩₪·,因為它不再保持其原始尺寸和形狀₪╃▩₪·,並最終無法在螺栓連線中保持其效能☁☁·▩。在大多數應用中₪╃▩₪·,如果螺栓擰緊超過其屈服強度₪╃▩₪·,則不能再重複使用₪╃▩₪·,如果松開₪╃▩₪·,則必須扔掉☁☁·▩。
證明載荷是螺栓彈性範圍的極限☁☁·▩。根據保證載荷設計使用螺栓有助於防止塑性變形☁☁·▩。只要螺栓的拉力永遠不會超過其規定的證明載荷₪╃▩₪·,您就可以確信它保持其原始尺寸和形狀₪╃▩₪·,並且可以安全地重複使用☁☁·▩。
張力與拉伸
現在讓我們看看圖表上出現的螺栓的張力和拉伸之間的關係☁☁·▩。該圖顯示瞭如果您透過測量螺栓在擰緊時的拉伸程度對螺栓進行實驗會發生什麼☁☁·▩。
圖表從左下角開始₪╃▩₪·,沒有張力和拉伸的點☁☁·▩。隨著張力的增加₪╃▩₪·,螺栓會拉伸一定量☁☁·▩。每次新增更多張力並測量拉伸時₪╃▩₪·,您都可以將其記錄為資料點☁☁·▩。將許多資料點連線在一起會得到一個看起來像這樣的折線圖☁☁·▩。
圖表顯示了螺栓的張力和拉伸與證明載荷和屈服點的關係
在圖表的第一部分₪╃▩₪·,張力和拉伸之間的關係顯示為一條直線對角線☁☁·▩。在該線上的任何一點₪╃▩₪·,您都可以鬆開螺母₪╃▩₪·,螺栓將鬆弛到其原始長度(移回圖表上的零點)☁☁·▩。
因為螺栓是有彈性的₪╃▩₪·,您可以擰緊和鬆開螺栓₪╃▩₪·,沿直線上下移動多次₪╃▩₪·,而不會對螺栓造成永久性損壞☁☁·▩。在此限制內₪╃▩₪·,螺栓將繼續按設計執行☁☁·▩。儘管它可能會因多種原因而鬆動——例如墊圈材料的振動或壓縮——但它始終可以安全地重新擰緊☁☁·▩。
但是在超過證明負荷之後₪╃▩₪·,情況發生了變化☁☁·▩。超過這一點₪╃▩₪·,材料開始屈服₪╃▩₪·,釋放張力時螺栓將不會恢復到原來的形狀和尺寸☁☁·▩。
在達到屈服強度後₪╃▩₪·,螺栓已變得如此永久變形₪╃▩₪·,以至於通常認為由於延展性損失(當固體材料在拉伸應力下變形而不斷裂時)而不再可以安全地重複使用☁☁·▩。
通過了解螺栓的保證載荷並將靜態螺栓張力保持在或低於該水平₪╃▩₪·,螺栓將保持其可重複使用性並在螺栓連線中保持安全☁☁·▩。