在拉應力作用下,螺(luó)栓任意(yì)一點的拉應力σ1為軸向,壓應力σ3垂直于軸向拉應力。 比較大(dà)剪切力 τmax 與軸向成 45°。當螺栓為杆徑小于螺紋底徑的彈性螺栓(shuān)或螺紋底徑小于杆(gǎn)徑的普通螺栓時,彈性螺栓的(de)細杆徑與普通螺栓的螺紋底徑為 危險斷面,危險斷面的軸向拉應力(lì)比較大。 無(wú)缺陷螺栓的斷裂(liè)首先發生(shēng)在靠近螺栓芯部的危險部分,并(bìng)擴展到外表面。 斷裂前,塑料材(cái)料螺栓的變形和收縮較大; 脆性材料螺栓的變形收縮率(lǜ)小。
當螺栓在安裝或使用過程中發生過載塑性斷裂時,拉伸載荷産生的剪應力使螺栓在斷(duàn)裂前發生較大變形,比較終發(fā)生頸(jǐng)縮斷裂。 裂紋沿比較大剪應力方向在頸縮截面的中心成核。 并展開,螺栓軸(zhóu)線約45°。 宏(hóng)觀(guān)斷口有明顯的(de)剪切唇,頸縮明顯。 工程上用面積的減少來表示材料的可塑性。 面積減少得越大,可塑性越好。
對于脆性斷裂螺(luó)栓,單向拉伸過載引(yǐn)起斷裂,截面一般與拉伸方向垂(chuí)直,伴有少量永久變形斷裂,截面收縮率很小。
當螺栓承受扭轉應力載(zǎi)荷時,螺栓的每一點都處于純剪應力狀态,螺(luó)栓(shuān)危險(xiǎn)截面圓(yuán)周(zhōu)上的任意一點受到(dào)的扭轉應力比較大,如圖所示。
螺栓扭轉變形後斷裂時,斷裂前剪切應(yīng)力(lì)引起的塑性(xìng)變形在扭轉應力作用下宏觀不明顯(xiǎn),斷裂後斷裂平齊(qí)。 單扭過載斷裂常發(fā)生在(zài)垂直軸的(de)危險截面上。 斷裂源在危險斷面表(biǎo)面,比較終斷裂帶在中心。 如果在(zài)扭轉過程中仍然施加(jiā)彎曲應力,則比較終(zhōng)斷裂區會偏(piān)離(lí)中心。
螺栓脆性斷裂(liè)時,危險段應力比較大。 斷裂的源頭(tóu)是在危險斷面的表面(miàn)或内部缺陷處産生和擴展。 斷口呈結晶狀,沿晶粒常(cháng)有二次裂紋。
在螺紋緊固連(lián)接中,外螺紋承受的力為拉(lā)應力(軸向力),被緊固部件承受的力為壓縮力,這兩種力(lì)互為反作用力。 這兩(liǎng)種力與外螺紋和内螺紋的緊固支撐面以及螺紋與接觸面的摩擦阻力共同作用,共同作用于防止螺紋松動。 無論是擰螺栓(shuān)還是擰螺母,都(dōu)可以(yǐ)達到擰緊(jǐn)的目的。