När de ser titeln kanske vissa människor frågar: Hur kan en bult, gjord av en metallbit, uppleva trötthet? Faktum är att när bultar av kolstål produceras i de produkter vi behöver, om vissa tekniska parametrar och mekaniska egenskaper inte uppfyller kraven från början, under kontinuerlig användning, kommer de gradvis att utöva kraft på sina lokala områden över tiden. När denna kraft når den kritiska punkten kommer små sprickor att uppstå i bulten. Bildandet av sådana sprickor är bara det första steget av trötthet. När antalet cykler når en viss nivå kommer sprickorna direkt att leda till brott. Detta är fenomenet och resultatet av bultutmattning.
Så varför görakolstålbultaruppleva trötthet? Är det sant att bultar med högre hållfasthet är mer benägna att utmattas? För det första har bultutmattning inget direkt samband med själva styrkan. Det är bara det att vanliga bultar har lägre hållfasthetskrav, så deras applikationsmiljö kommer inte att orsaka överdriven utmattningseffekt på dem. Användningsmiljön för hög-hållfasta bultar har dock vissa krav på draghållfasthet, vilket osynligt ökar utmattningseffekten på bultar. Därför innebär det mesta av den bultutmattning vi möter i det dagliga livethög-hållfasta bultar, men det betyder inte att vanliga bultar inte blir trötta-det är bara det att våra krav på vanliga bultar inte är höga när de används.
Låt oss ytterligare titta på orsaken till bultutmattning: det är förändringen av lokal spänning under cyklisk användning som orsakar en viss grad av skada på bultens svaga punkter och så småningom bildar sprickor. Så processen bör vara så här: först urholkar spänningen de svaga punkterna på bulten och orsakar sedan sprickor i bulten. Efter en tid växer sprickorna sig större och större. Vid en viss kritisk punkt spricker plötsligt bulten. Efter lång-analys fann vi att sådan utmattningspåkänning inte kräver en stor extern kraft för att generera. Ibland är spänningen som genereras på bulten mycket lägre än bultens sträckgräns. Efter att en bult gått sönder på grund av utmattning kan därför inga tecken på deformation eller böjning orsakad av yttre krafter ses på brottytan alls.
Baserat på ovanstående analys kan vi på lämpligt sätt justera några grundläggande tillverkningsprocesser för att hjälpa bultar att motstå utmattning. Låt oss titta på ett diagram:
Diagrammet ovan visar trådstrukturen. Vi kan göra mellanrummet mellan trådar med en R-vinkel. Eftersom utmattningsbrott oftast förekommer vid gängrötterna och området under bulthuvudet, kan justering av några grundläggande gängtillverkningsprocesser effektivt förhindra utmattning. Vi kan jämföra det med vanliga trådar:
Ovanstående är en vanlig gänga, där en rät vinkel bildas mellan gängtänderna. Den här räta vinkeln reagerar direkt på spänningsförändringar, så sådana rätvinkliga-gängor är benägna att utmattningsbrott. Som analyserats tidigare är området under bulthuvudet, förutom gängor, även ett område med hög-risk för utmattningsbrott. Låt oss titta på diagrammet:
Enligt samma princip som R-vinkeln för gängor kan vi även bearbeta en R-vinkel inom det tillåtna området vid kopplingen mellan bulthuvudet och gängan.
