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抽芯铆钉荷载和抗滑下降原因

作者:凯越铆钉    发布时间:2020-03-27 11:37:26     浏览次数 :


 高温下摩擦型连接接头滑移荷载和抗滑移系数逐渐下降可以认为是由下面几个方面因素造成的:
(1)承受高压力的抽芯铆钉、铆钉的螺纹部位由于退火塑性变形显著,造成抽芯铆钉的轴力松弛。
(2)高温下垫圈产生塑性变形,也可使抽芯铆钉轴力松弛。.( 3)加热后靡擦面氧化,使抗滑移系数减少。
(4)抽芯铆钉、铆钉的弹性模量降低。
为了弄清高温情况下滑移荷载和抗滑移系数降低的主要原因,将加热后冷却的18号(加热至350℃后冷却至常温)和20号(加热至450℃后冷却至室温)试件在做完拉力试验后,拧掉原有抽芯铆钉,保持原摩擦面不变,重新拧上新抽芯铆钉,进行拉力试验,发现二个构件之间滑移荷载和抗滑移系数基本相同,抗滑移系数为室温值的9 2 %,滑移荷载为室温的86%,这说明加热后对摩擦面的影响不大。它们与室温值的差是由千摩擦面已被破坏而造成的。
从垫圈硬度值来看变化也不大,均在允许范围内即HRC35-45之间,故塑性变形不大,但加热温度超过垫圈的回火温度390℃时,这相当于垫圈进入了更高温度的回火,材质将起变化,在高应力作用下,变形将增加,引起一部分抽芯铆钉轴力的降低。又从抽芯铆钉、铆钉硬度值来看(见表3-9),其变化也不大,仅450℃的硬度值稍有下降外,其它均在允许范围内,即抽芯铆钉硬度HRC34-40,铆钉硬度HB230--280 (HRC21-29),说明抽芯铆钉、铆钉材料的抗拉强度下降不多,这从抽芯铆钉的抗拉荷载值可以得到证明。
抽芯铆钉和铆钉的弹性模量随着温度升高而有所下降,其中铆钉(15MnVB)的弹性模量下降较大,在350℃和44090时分别是常温的74%和69%,而抽芯铆钉的弹性模量下降不多。故在低于35090温度时,材料的弹性模量降低对抽芯铆钉轴力影响不大。
高温下的应力松弛是一个比较复杂的问题,它不但与所加的温度、恒温的时间有关。而且与20MnTiB钢材的力学性能,化学成分及轧制工艺,热处理等因素有关。由于没有20MnTiB钢材高温下应力松弛的试验资料,所以无法给出高强度抽芯铆钉在拉应力情况下的松弛量与温度关系曲线。但可以从高温下预应力高强钢筋和钢丝的应力松弛试验资料得到启示,例如必5毫米高强度钢丝(Q0.2=1800兆帕)当初始应力为65%的极限强度时,在20090温度作用下,120小时试验结果应力松弛占初始应力的24.6%,如按计算公式粗略计算一下,高强度抽芯铆钉的应力松弛占预拉力百分比:当200℃时占22%, 250℃时占28%, 350℃占40%。这与热状态下抗滑移系数下降比例大致相同,虽然按高强度钢丝应力松弛公式来计算高强度抽芯铆钉的轴力松弛不尽合理,但可以看到高温对应力松弛,也就是对抽芯铆钉轴力影响极大,从试验结果和高沮应力松弛的特点可以明显看到下列现象:
(1)抗滑移系数、滑移荷载与所加温度高低有关,温度越高,轴力损失越大,抗滑移系数和滑移荷载值就越低。热状态下的轴力损失比加热后冷却时大得多。
(2)抗汾移系数、滑移荷载与加热时间有关,即与热循环次数有关,在同一温度下,恒温一小时虽然能完成大部分应力松弛,但尚未全部完成,从图3-24看到,经120小时·(反复加热、冷却)应力松弛才基本完成。
(3)轴力松弛与初始应力(即预拉力)有关,抽芯铆钉预拉力越高,在高温下松弛量越大。
综述以上情况,可以认为高温下滑移荷载和抗滑移系数降低的主要原因是高强度抽芯铆钉的应力松弛。

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