01、螺纹表面质量
螺纹的表面粗糙度对螺栓的疲劳寿命影响很大。如螺纹为M6-1.0的40CrNiMo钢制螺栓,其粗糙度由0.08~0.16降低到0.63~1.35时,疲劳强度下降33%;螺纹为M12-1.5的螺栓,其表面粗糙度由0.08~0.16降低到0.16~0.32时,疲劳强度下降21%。
02、螺纹滚丝工序的影响
滚压螺纹会产生形变强化层和较高的残余压应力,对阻止疲劳裂纹的萌生和早期扩展起到很大的作用;同时,也会降低牙谷的表面粗糙度,因而有利于螺栓疲劳强度的提高。但是,如果滚压螺纹后再进行热处理,就会使上述有利因素消失。所以从改善螺栓疲劳性能的角度考虑,应在热处理后滚压螺纹。但此时存在另一个问题,即螺栓特别是高强度螺栓经过热处理后其硬度通常较高,致使滚丝模具寿命降低。此外,如果滚丝的质量不够好,在螺纹的表面或根部产生微裂纹或类似接触疲劳的剥落现象,则改善螺栓疲劳性能的效果不明显,甚至会降低疲劳性能。
03、螺母端面与螺纹距离远近
测试表明螺母端面距离起螺纹位置越近,就会导致螺栓的越早失效。这是因为螺栓起螺纹的位置通常来说都是滚制最为粗糙的地方,存在更大的应力集中。螺栓副的第一扣螺纹是应力最为集中的,让这第一扣螺纹靠近起螺纹的位置,会导致疲劳强度的下降。所以,让螺栓副的第一扣与起螺纹的地方有个2扣以上螺距的距离,会消除这个隐患。
04、螺纹牙纹形状和尺寸
螺栓受力时,螺纹牙谷处就会产生应力集中,其值在很大程度上取决于牙谷的形状。改变牙谷的形状,如螺纹的牙谷槽越平滑,应力集中就越小,疲劳强度则越高。一般而言,平底牙谷的螺纹疲劳强度最低。如以圆形牙谷代替平底牙谷,螺栓的疲劳强度便可得到提高。螺栓的尺寸也对疲劳特性有影响,直径越大,其疲劳强度越低;这对于螺栓螺纹也是同样适用的。
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