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高溫螺栓緊固可靠性

發布時間:2022-05-25 點擊量:970

螺紋緊固分析系統,螺紋摩擦系數試驗機,螺栓預緊力超聲波系統-螺栓緊固可靠性

針對高溫工作環境下螺栓軸力衰減問題,理論分析螺栓軸力衰減的原因.

隨著發動機功率密度、排氣溫度、零部件熱負荷不斷提高,對高溫零件的緊固和密封可靠性提出更高的要求。發動機高溫螺栓的工作溫度高達 700 ℃,導致排氣管出氣口、增壓器廢氣法蘭等部位經常出現螺栓斷裂失效和漏氣故障。

通過試驗確認排氣歧管結構優化和定位孔優化可以減小排氣歧管關鍵部位熱變形對緊固螺栓的擠壓剪切,從而解決緊固螺栓斷裂的問題.

金屬材料的彈性模量和強度是高溫環境下螺栓軸力衰減的主要因素。金屬材料的彈性模量和 強度隨著溫度增加而降低,彈性模量降低直接導致軸力下降,材料強度降低導致螺栓最大承載能力減小。螺栓經過淬火或固溶時效等熱處理工藝后,其強度發生變化,原材料的標準性能參數并不能*適用于工程實際應用。因此,有必要對緊固件在不同溫度下的強度進行研究。 

高溫蠕變是導致螺栓軸力衰減的重要因素之一。蠕變是固體材料在應力不變的條件下,應變 隨時間延長而增加的現象。蠕變多屬于塑性變形,不可回彈。零件承受的應力越大,工作溫度越高,時間越長,蠕變量越大。高溫蠕變產生的塑性變形可導致螺栓軸力松弛衰減。蠕變屬于材料的固有屬性,主要取決于材料的組成成分,例如材料中鎳元素含量較高時,材料表現出來的耐溫特性更優。高溫蠕變對不同材 料成分高溫螺栓,軸力衰減的影響不同。熱膨脹也會導致螺栓軸力的變化。

熱膨脹受材料熱膨脹系數、零件長度、工作溫度等的影響,排氣管螺栓連接結構為例,由于螺栓、套筒和法蘭 的材料及尺寸不同,3 個零件產生的熱膨脹存在差異,進而導致螺栓軸力的波動。單純抑制螺栓的熱膨脹不能有效解決軸力衰減問題,需要優化螺栓及被連接件的材料及尺寸配合。





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