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淺談螺栓拉力試驗的影響因素

作者:百檢網 時間:2021-11-22 來源:互聯網


1 定義
????螺栓的抗拉強度是指螺栓軸向上在拉斷之前所能承受的*大拉力,是由均勻的塑性變形向局部集中的塑性變形過渡的臨界值,也是其在靜拉伸條件下的*大承載能力。螺栓的屈服強度是指螺栓進行拉力試驗過程中,出現應力達到某一值不再增加或小范圍波動,而發生應變急劇增大的現象。
2 標準依據
????通常檢驗螺栓機械性能所依據的國家標準為GB/T3098.1-2010《緊固件機械性能螺栓、螺釘和螺柱》。該標準規定了拉力試驗要依據GB/T 228 的要求進行試驗。現行有效的標準為GB/T 228.1-2010《金屬材料拉伸試驗第1 部分:室溫試驗方法》。本文中所討論的試驗都是針對GB/T 3098.1-2010中規定的FF試驗系列即成品螺栓進行試驗,不包括MP系列即緊固件材料試驗。
3 影響因素
3.1 人的影響
????檢驗員的素質是一項非常重要的影響因素,其滲透在各個環節中。包括對標準的選擇及理解,試驗過程的操作,試驗結束后檢驗數據的計算與處理等等各個方面都有人員的影響。其中任何一個環節有失誤,都會影響檢驗結果的準確性。因此一定要提高檢驗人員的素質,減少人為的影響。
3.2 設備的影響
(1)檢驗設備的定期檢定
????拉力試驗機必須定期檢定,檢定合格后方能使用。通常檢定周期為一年,如果期間發生設備移動、搬遷、維修、改造及其他改變設備現有狀態的情況,就應在穩定設備之后,使用設備前對設備進行檢定。GB/T3098.1-2010 對設備做出了要求,即拉力試驗機應符合GB/T 16825.1 的規定。
(2)設備量程的適用性
????通常檢驗數據在拉力試驗機全量程的2/3 左右時,數據準確度相對*高。所以要按照所檢螺栓的抗拉*限力值來選擇適合的設備。如果設備量程選擇不當,易造成一定的偏差,影響數據的準確性。
(3)設備預熱
????在試驗開始前,設備要進行預熱,先空載運行幾次,使設備處于較好的待檢狀態,以減小誤差。
(4)夾具
????GB/T 3098.1-2010 對夾具作出了要求。拉力試驗機夾具:硬度應大于等于45HRC。配套使用的螺紋夾具:硬度應大于等于45HRC。因緊固件表面處理方式的不同,內螺紋夾具的螺紋精度也有所不同,內螺紋夾具的螺紋精度應相應達到6H、6AZ、6AX。如果夾具硬度過低,在進行拉力試驗的過程中,就不能有效的固定螺栓,還易造成夾具的損壞;如果內螺紋精度低,就可能出現不能很好的將螺栓旋入夾具中的現象,影響試驗。
3.3 樣品的影響
(1)在檢驗過程中,要對已經進行完基本尺寸、螺紋精度等其他不損壞樣品的項目以后的樣品進行試驗。
(2)要選擇無表面缺陷的螺栓進行試驗,若表面有質量缺陷,會嚴重影響拉力試驗的結果。
3.4 試驗方法的影響
(1)選擇標準的正確性
????若不能正確地選擇檢驗標準,那么后續的工作都是錯誤的。必須按照產品明示的標準進行檢驗,**不能想當然。要確認標準的有效性。螺栓產品有其特殊性,某些螺栓用于老舊設備或有其他原因必須按照過期作廢的標準生產。此時要按照產品明示的標準進行檢驗,否則會影響檢驗結果的判定。
(2)對標準的認知與理解
????要認真閱讀標準,準確地理解標準中的要求,否則就會造成不能完全依照標準要求進行試驗,不按標準規程操作,影響檢驗結果。
(3)試驗過程操作的規范性
????一是試樣的裝夾要選擇與待檢螺栓同規格的內螺紋夾具。不同類型的螺栓在上裝夾具時要求不同,旋合長度過短會導致在拉伸過程中發生試樣松動或脫離夾具的現象;未旋合長度過短,影響試樣有效的斷裂位置,直接影響試驗結果。GB/T 3098.1-2010 對試樣如何裝入夾具有具體的規定,如下:
·?
螺栓:應將待檢螺栓擰入內螺紋夾具中,有效旋合長度應≥1d,未旋合長度應≥1d;
·?
·?
螺柱:應將兩端都擰入內螺紋夾具中,應保證有效的旋合長度≥1d,未旋合長度應≥1d;
·?
·?
帶短螺紋栓接結構的螺栓:未旋合長度應<1d(d 為螺栓的公稱直徑)。
·?
????二是將內螺紋夾具裝夾于拉力試驗機的夾具內,要注意一定要使上、下兩個內螺紋夾具的夾頭豎直地裝夾到拉力試驗機的夾具中,保持同軸狀態,否則會對試件產生偏心力,從而導致試驗力與試件發生軸向偏移,影響試驗結果。內螺紋夾具的夾頭一般為圓柱形,因此拉力試驗機的夾具要選擇V 型夾具,同時其尺寸也要配合內螺紋夾具的夾頭尺寸。同時拉力機夾具不應對試件產生彎曲應力,否則會影響試驗結果。
????三是拉伸速度。拉力試驗機夾頭的移動速度應≤25mm/min,直至拉斷。對于可檢驗出屈服強度的螺栓來講,速度過大易導致屈服強度結果偏大,有時也會導致檢驗不出屈服強度,影響檢驗結果。
(4)試驗后結果計算的準確性
????抗拉強度及屈服強度是通過試驗得出的力值計算出來的。GB/T 3098.1-2010 規定公式如下:
Rm =Fm/As (1)
式中:Rm ——抗拉強度,MPa;Fm ——*限載荷,kN;As ——螺栓公稱面積,mm2。
R el =Fel/As (2)
式中:R el ——下屈服強度,MPa;Fel ——*限載荷,kN;As ——螺栓公稱面積,mm2(在GB/T 3098.1-2010 中可查)。
????Fm 和Fel 值記錄應準確,否則會導致計算結果錯誤;As 查表有誤也將導致計算結果錯誤。
3.5 環境的影響
????GB/T 3098.1-2010 與GB/T 228.1-2010 都規定了試驗一般在10℃~35℃的實驗室中進行。如果環境溫度過低,體心立方晶體結構金屬材料的螺栓會隨著溫度的降低而增大屈服強度,面心立方晶體結構金屬材料的螺栓則沒有太大變化;如果環境溫度過高,螺栓的屈服強度會隨著溫度的升高而有所降低。所以,實驗室要保持溫度適宜,以避免對試驗結果造成影響。
4 結語
綜上所述,在進行螺栓拉力試驗過程中,一定要盡量避免以上這些影響因素,才能減小檢驗結果的誤差,提高準確度。
?
參考文獻
[1]GB/T 3098.1-2010 緊固件機械性能螺栓、螺釘和螺柱[s].
[2]GB/T 228.1-2010 金屬材料拉伸試驗第1 部分:室溫試驗方法[s].
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