Увидев название, некоторые могут спросить: как может болт, сделанный из куска металла, испытывать усталость? Фактически, когда болты из углеродистой стали производятся в нужные нам изделия, если некоторые технические параметры и механические свойства не соответствуют требованиям с самого начала, в процессе непрерывного использования, они со временем будут постепенно оказывать воздействие на свои локальные участки. Когда эта сила достигнет критической точки, в болте появятся крошечные трещины. Образование таких трещин — лишь первая ступень усталости. Когда количество циклов достигнет определенного уровня, трещины непосредственно приведут к разрушению. Это явление и результат усталости болта.
Так почему жеболты из углеродистой сталииспытываете усталость? Правда ли, что болты с более высокой прочностью более склонны к усталости? Во-первых, усталость болта не имеет прямой связи с самой прочностью. Просто обычные болты имеют меньшие требования к прочности, поэтому среда их применения не будет оказывать на них чрезмерного усталостного воздействия. Однако среда применения высокопрочных болтов-выдвигает определенные требования к характеристикам растяжения, что незаметно увеличивает усталостное воздействие болтов. Таким образом, большая часть усталости болтов, с которой мы сталкиваемся в повседневной жизни, связана свысокопрочные-болты, но это не значит, что обычные болты не будут испытывать усталости-просто наши требования к обычным болтам не высоки при их использовании.
Давайте далее рассмотрим причину усталости болта: именно изменение местных напряжений при циклическом использовании вызывает определенную степень повреждения слабых мест болта, в конечном итоге образуя трещины. Итак, процесс должен быть таким: сначала напряжение разрушает слабые места болта, затем вызывает образование трещин в болте. Через некоторое время трещины становятся все больше и больше. В определенный критический момент болт внезапно ломается. После долгосрочного-анализа мы обнаружили, что для создания такого усталостного напряжения не требуется большая внешняя сила. Иногда напряжение, возникающее в болте, намного ниже предела текучести болта. Поэтому после разрушения болта вследствие усталости на поверхности излома вообще не видно никаких признаков деформации или изгиба, вызванных внешними силами.
Основываясь на приведенном выше анализе, мы можем соответствующим образом скорректировать некоторые основные производственные процессы, чтобы помочь болтам противостоять усталости. Давайте посмотрим на диаграмму:
На диаграмме выше показана структура потока. Мы можем сделать пространство между нитями углом R. Поскольку усталостные переломы чаще всего возникают у основания резьбы и в области под головкой болта, корректировка некоторых основных процессов изготовления резьбы может эффективно предотвратить усталость. Мы можем сравнить это с обычными потоками:
Выше представлена обычная резьба, у которой между зубьями резьбы образуется прямой угол. Этот прямой угол напрямую реагирует на изменения напряжения, поэтому такая-резьба склонна к усталостному разрушению. Как анализировалось ранее, помимо резьбы, область под головкой болта также является зоной высокого-риска усталостного разрушения. Давайте посмотрим на схему:
Следуя тому же принципу, что и угол R для резьбы, мы также можем обработать угол R в пределах допустимого диапазона в месте соединения головки болта и резьбы.
