定力螺栓断裂的机理分析

韩　波 李佳钟 孟治华 王　波（地址，陕西省汉中市 邮编 ：723214）



定力螺栓断裂的机理分析

韩波 李佳钟 孟治华 王波
（地址，陕西省汉中市 邮编 ：723214）

摘要：本文通过对螺栓定力断裂机理进行分析及计算，分别从失效形式及断裂源找出导致螺栓断裂的原因，并对影响预紧力的因素逐一分析，得出预紧力与摩擦系数的关系，对为各类螺栓定力做好技术储备，并提出防范措施。

关键词：螺栓 断裂 机理 分析

0.引言

螺栓连接是广泛采用的连接形式，特定的螺栓连接通常都有定力要求。螺栓定力就是使用带有指示或限制扭矩装置的扳手按规定拧紧力矩拧紧螺母与螺栓，使螺栓连接在承受工作载荷之前，预先受到力的作用，也就是预紧力。预紧的目的在于增强连接的可靠性和紧密性，以防止受载后被连接件间出现缝隙或发生相对滑移。选用合适的预紧力对螺栓连接的可靠性和螺栓的疲劳强度都是有利的，但是预紧力过大会使螺栓过载而被拉断。

1．背景描述

某飞机发动机后段上支架与机翼对接的M14大过盈螺栓在定力拧紧时，螺栓从螺纹收尾处的螺纹根部发生断裂（图1）。断裂时定力扳手的扭矩值为120N·m，而设计规定值为122.5±10N·m。

图1　定力断裂螺栓照片

将螺母从断裂的螺纹上拧下来并剖切，检查发现螺母螺纹内含有大量油污。

2．螺栓断裂的原因分析

2.1螺栓断裂失效形式的分析及判断

经对螺栓断口的目视检查，其表现为以下特征：

（1）螺栓断口两侧有明显的塑性变形——颈缩（图1）；……