Quels sont les facteurs affectant la résistance à la fatigue des boulons ?
Le boulon étant une pièce typique à encoches multiples, sa résistance à la fatigue sera évidemment affectée par de nombreux facteurs tels que la taille, la structure, le matériau et le processus de fabrication. Tout d’abord, nous devons savoir quelle est la résistance à la fatigue et la rupture par fatigue.
En savoir plus sur la résistance à la fatigue et la rupture par fatigue
Résistance à la fatigue désigne la contrainte maximale d'un matériau sous une infinité de charges alternées sans rupture, également appelée limite de fatigue.
Pour les pièces mécaniques telles que les arbres, les engrenages, les roulements, les lames et les ressorts, la contrainte à chaque point du processus de travail change périodiquement avec le temps. Ce stress qui change périodiquement avec le temps est appelé stress alterné (également appelé stress cyclique).
La rupture par fatigue est l'une des principales causes de défaillance des pièces mécaniques. Selon les statistiques, plus de 80 % des défaillances de pièces mécaniques sont dues à la fatigue. De plus, aucune déformation visible n'est observée avant la rupture par fatigue, ce qui explique pourquoi ce type de rupture est souvent à l'origine d'accidents majeurs.
Par conséquent, pour les arbres, les engrenages, les roulements, les lames, les ressorts et autres pièces soumises à des charges alternées, des matériaux présentant une meilleure résistance à la fatigue doivent être sélectionnés pour la fabrication.
Quelles sont les caractéristiques de la défaillance par fatigue Solidité?
1. Il présente les caractéristiques de soudaineté, de localité et de sensibilité à l’environnement et aux défauts.
2. Parce qu’il n’est pas facile d’être découvert à temps, il est facile de provoquer des accidents.
Quels sont les facteurs qui affectent la fatigue des boulons Solidité?
1. La qualité de surface du filetage
1. Plus la rugosité de surface du matériau est faible, plus la concentration de contrainte est faible et plus la résistance à la fatigue est élevée. À mesure que la rugosité de la surface du matériau augmente, la limite de fatigue diminue.
2. Sous la même rugosité, différentes nuances d'acier et différentes méthodes de fabrication présentent différents degrés de réduction de la limite de fatigue. Par exemple, lorsque le filetage est un boulon en acier M6-1.0 40CrNiMo, lorsque la rugosité passe de 0.08-0.16 à 0.63-1.35, la résistance à la fatigue diminue de 33 %. Pour les boulons avec filetage M1.2-1.5, lorsque la rugosité de surface passe de 0.08-0.16 à 0.16-0.32, la résistance à la fatigue diminue de 21 %.
3. Meulage, grenaillage et laminage, etc. sur la surface du matériau. peut améliorer la résistance à la fatigue du matériau.
2. Influence du procédé de laminage des filets
1. Le filetage pressé par laminage produira une couche de renforcement de la déformation et une contrainte de compression résiduelle élevée, ce qui peut empêcher efficacement l'initiation et la croissance précoce des fissures de fatigue.
2. Le filetage par pressage à rouleaux réduira la rugosité de la surface de la vallée, ce qui est bénéfique pour améliorer la résistance à la fatigue du boulon.
À noter:
- Si le fil est pressé au rouleau puis traité thermiquement, les facteurs favorables ci-dessus disparaîtront. Par conséquent, dans la perspective d'améliorer les performances de fatigue du boulon, le filetage doit être pressé par laminage après le traitement thermique.
- La dureté des boulons, en particulier des boulons à haute résistance, est généralement plus élevée après un traitement thermique, ce qui peut réduire la durée de vie de la matrice de laminage de filets.
- Si la qualité du laminage du filetage n'est pas suffisamment bonne, des microfissures ou des phénomènes de pelage similaires à la fatigue de contact sont générés sur la surface ou la racine du filetage, l'effet d'amélioration des performances de fatigue du boulon n'est pas évident, et même les performances de fatigue seront réduites.
3. la distance entre la face d'extrémité de l'écrou et le filetage
Les tests ont montré que plus la face de l'écrou est proche de l'emplacement du filetage, plus tôt la défaillance du boulon se produira.
4. Défauts du matériau lui-même
Certains boulons ne sont pas usinés après frappe à froid ou étirage à froid, de sorte que les défauts de surface de la matière première restent à la surface de la pièce finie. Et il est facile de devenir une source de fissures de fatigue, entraînant une défaillance prématurée par fatigue.
5. Forme de vallée de fil
Lorsque le boulon est sollicité, une concentration de contrainte se produit au niveau de la vallée du filetage, et sa valeur dépend dans une large mesure de la forme de la vallée. Modifiez la forme de la vallée, par exemple plus la rainure de la vallée du filetage est lisse, plus la concentration de contrainte est faible et plus la résistance à la fatigue est élevée.
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