螺纹有效旋合长度对螺栓拉力试验结果的影响

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1、螺纹有效旋合长度对螺栓拉力试验结果的影响谭晓舟（湖北三江航天险峰电子信息有限公司，孝感４３２００９）摘要：通过对国标ＧＢ／Ｔ３０９８．１－２０１０《紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺柱》中所提及的拉力试验相关程序进行分析，发现其中的“螺纹有效旋合长度”是影响试验结果的关键因素之一。标准中对其最大值未作要求，由此可能会导致螺纹承载能力试验结果失真。关键词：螺纹有效旋合长度；螺栓；拉力试验；标准中图分类号：ＴＨ１３１．３文献标志码：Ａ文章编号：１００１４０１２（２０１４）０５０３５１０２犐狀犳犾狌犲狀犮犲狅犳犈犳犳犲犮狋犻狏犲犔犲狀犵狋犺狅犳犜犺狉犲犪犱犈狀犵犪犵犲犿犲狀狋狅狀犜犲狀狊

2、犻犾犲犜犲狊狋犚犲狊狌犾狋狊狅犳犅狅犾狋犜犃犖犡犻犪狅狕犺狅狌（ＨｕｂｅｉＳａｎｊｉａｎｇＳｐａｃｅＸｉａｎｆｅｎｇＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃ＆ＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＣｏｍｐａｎｙＬｉｍｉｔｅｄ，Ｘｉａｏｇａｎ４３２００９，Ｃｈｉｎａ）犃犫狊狋狉犪犮狋：ＢａｓｅｄｏｎｔｈｅａｎａｌｙｓｉｓｏｆｐｒｏｃｅｄｕｒｅｏｆｂｏｌｔｔｅｎｓｉｌｅｔｅｓｔｉｎｔｈｅｎａｔｉｏｎａｌｓｔａｎｄａｒｄＧＢ／Ｔ３０９８．１－２０１０“ＭｅｃｈａｎｉｃａｌＰｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆＦａｓｔｅｎｅｒｓＢｏｌｔｓ，ＳｃｒｅｗｓａｎｄＳｔｕｄｓ”，ｉｔｗａｓｆｏｕｎｄｔｈａｔｔｈｅｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｅｎｇｔｈ

3、ｏｆｔｈｒｅａｄｅｎｇａｇｅｍｅｎｔｗａｓｏｎｅｏｆｔｈｅｋｅｙｆａｃｔｏｒｓｔｈａｔａｆｆｅｃｔｅｄｔｈｅｔｅｓｔｒｅｓｕｌｔｓ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｔｈｅｒｅｗａｓｎｏｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｆｏｒｍａｘｉｍｕｍｌｅｎｇｔｈｉｎｔｈｅｓｔａｎｄａｒｄ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｉｔｍｉｇｈｔｃａｕｓｅｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎｉｎｔｈｅｔｅｓｔｒｅｓｕｌｔｓｏｆｌｏａｄｃａｒｒｙｉｎｇｃａｐａｃｉｔｙｏｆｔｈｒｅａｄ．犓犲狔狑狅狉犱狊：ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｅｎｇｔｈｏｆｔｈｒｅａｄｅｎｇａｇｅｍｅｎｔ；ｂｏｌｔ；ｔｅｎｓｉｌｅｔｅｓｔ；ｓｔａｎｄａｒｄ螺栓（含螺钉、螺柱，下同）在产品结构中，起

4、到能等级。具体的方法为：如图１所示（犔为螺纹有效连接、固定和强化等作用，其承载能力直接关系产品旋合长度，犉为拉力），将螺栓头部固定，将螺栓螺纹结构的稳定和可靠。螺栓在使用时，其头部、杆部和端拧入内螺纹夹具，在纵向施加与之性能等级相对螺纹端部都起到了承载的作用。要想确定每个部位应的拉力（最小拉力载荷）。当力值到达时，螺栓不［１］是否符合要求，最直接的检测方式就是进行螺栓成得脱扣和断裂。品拉力试验。ＧＢ／Ｔ３０９８．１－２０１０中的拉力试验程序，对螺纹有效旋合长度的最小值作出了规定，对［１］最大值却没有要求。笔者经过分析认为，当螺纹L有效旋合长度超过一定限度时，螺纹在加载夹具中的受力面

5、积增加，应力相应减小，使一些本来可以在拉力试验中发现的螺纹质量缺陷和隐患，因此而被F隐藏，造成试验结果与真实情况存在差别。图１螺栓拉力试验示意图Ｆｉｇ．１Ｓｋｅｔｃｈｏｆｂｏｌｔｔｅｎｓｉｌｅｔｅｓｔ１螺栓在拉力试验中螺纹受力情况分析１．２试验中螺纹的受力情况分析１．１螺栓拉力试验的试验方法螺栓螺纹所处的位置不同，受力情况是不一通过模拟螺栓的实际使用状况，施以额定的力样的。值，观测螺栓形变，以此确定其是否达到了自标的性１．２．１未旋入内螺纹夹具部分的螺纹由图２（犱为外螺纹大径，犱１为外螺纹小径，犘收稿日期：２０１３０２１８为外螺纹宽度，犛为外螺纹受力面，犉为剪切应力）作者简介：

6、谭晓舟（１９７３－），男，机械性能试验员。３５１谭晓舟：螺纹有效旋合长度对螺栓拉力试验结果的影响可见，外螺纹小径截面积作为了承受应力的主体，而表１螺纹有效旋合长度对其承载能力的影响未旋入内螺纹夹具部分的螺纹，可以视为外螺纹小Ｔａｂ．１Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｓｏｆｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｅｎｇｔｈｓｏｆｔｈｒｅａｄ径的延伸，其底部宽度犘与外螺纹小径连成一体，ｅｎｇａｇｅｍｅｎｔｏｎｌｏａｄｃａｒｒｙｉｎｇｃａｐａｃｉｔｙ为螺栓承载和抵抗受力形变做出了一定贡献。螺钉旋入深度旋入拉力载荷失效编号／ｍｍ扣数／Ｎ状态F１０．５００．５０２６６０脱扣Sd２１．００１．００３８７０脱扣３１．５０１．５

7、０５５２９脱扣d1４２．４０１）２．４０９２３１脱扣P５３．６０２）３．６０１０１１７未旋合部分断裂注：１）等同于公称高度０．５犇、螺纹有效长度０．４犇的螺母；图２螺纹受力示意图２）等同于公称高度０．８犇、螺纹有效长度０．６犇的螺母。Ｆｉｇ．２Ｓｋｅｔｃｈｏｆｔｈｒｅａｄｓｔｒｅｓｓ１．２．２旋入内螺纹夹具部分的螺纹从表１所示的试验结果可以得出：由图２还可以看到，除了在１．２．１节中分析的（１）在最小拉力载荷值以内，螺钉螺纹有效旋受力情况外，外螺纹还受到了来自内螺纹接