Главная > Разное > Резьбовые и фланцевые соединения
<< Предыдущий параграф
Следующий параграф >>
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Макеты страниц

6.3. Диаграмма предельных напряжений для резьбового соединения

Расчет прочности резьбовых соединений основан на диаграмме предельных напряжений цикла, характеризующей зависимость между значениями, предельных и средних напряжений цикла для заданной долговечности.

Результаты исследований авторов (рис. 6.3), а также экспериментов А. И. Якушева [22] и других показывают, что изменение предельной амплитуды напряжений цикла при увеличении среднего напряжения невелико и определяется технологией изготовления и термообработкой резьбовых деталей (табл. 6.1).

Рис. 6.3. Диаграмма предельных напряжений цикла для соединений с накатанной (а) и нарезанной (б) резьбой М10: 1 — для термообработанных заготовок шпилек; 2 — для термообработаннвш шпилек

При выполнении резьбы нарезанием или накатыванием на термообработанных заготовках наблюдается снижение при увеличении Наиболее интенсивно сгап снижается в соединениях с накатанной резьбой при

Отметим, что в указанных пределах изменения существенное влияние на значение могут оказывать режимы накатывания (нарезания) резьбы. При дальнейшем увеличении предел выносливости соединений с накатанной резьбой практически не изменяется и приближается к пределу выносливости соединений с нарезанной резьбой (табл. 6.2).

Если термообработку болтов (шпилек) проводили после изготовления резьбы (такая последовательность операций изготовления и термообработки характерна для технологии производства высокопрочных болтов), то значение остается практически неизменным при возрастании среднего напряжения вплоть до

Таблица 6.1. Значения в зависимости от среднего напряжения

Таблица 6.2. Значения в зависимости от способа изготовления резьбы и среднего напряжения

Эти выводы, хорошо согласующиеся с результатами упомянутых выше работ, можно объяснить, рассмотрев напряжения и деформации в резьбе.

Нагруженный растягивающей нагрузкой болт представим в виде стержня с надрезами в форме резьбы, в наименьшем сечении которого (под гайкой) возникает трехосное напряженное состояние (всестороннее неравномерное растяжение) с разным соотношением главных напряжений по глубине. На поверхности впадин — двухосное растяжение. Наличие резьбы вызывает неравномерное распределение осевых напряжений растяжения по сечению болта, наибольшая концентрация которых отмечается в вершине впадины резьбы. Поэтому уже при напряжения у поверхностных слоев в вершине наиболее нагруженных витков резьбы болта достигают предела текучести. В результате в поверхностных слоях возникают пластические деформации, дальнейшее увеличение которых не может привести к существенному повышению напряжений в наиболее нагруженной области.

Независимость значения от средних напряжений для болтов, термообработанных после изготовления резьбы, можно объяснить появлением при небольших от в поверхностных слоях (в зонах концентрации напряжений) местной пластической деформации.

Постоянству может способствовать также образование мягкого обезуглероженного слоя на поверхности резьбы после термообработки.

При холодном накатывании (нарезании) резьбы в ее впадинах появляются напряжения сжатия. Если после изготовления резьбы болты не подвергают упрочняющей термообработке, то остаточные напряжения сохраняются и при нормальной температуре, способствуя повышению сопротивления усталости соединений. При работе таких соединений в условиях повышенных температур будет происходить релаксация остаточных напряжений.

При действии растягивающих рабочих нагрузок остаточные напряжения сжатия компенсируют частично наибольшие напряжения в зонах концентрации, что существенно повышает сопротивление усталости, особенно при небольших . С увеличением среднего напряжения до влияние остаточных напряжений сказывается в меньшей степени и значение снижается. При от появляются зоны концентрации пластических деформаций; дальнейшее возрастание от лишь незначительно снижает

На нецелесообразность термообработки после накатывания резьбы указывается Р. Уолкером и Майером [44].

При отсутствии экспериментальных или справочных данных в качестве теоретической диаграммы предельных напряжений может быть принята линейная диаграмма, которая получается обычным способом из диаграммы для гладкого образца.

<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Оглавление