초-고강도-강도 패스너는 동일한 조임력 하에서 자체 크기를 줄여 무게를 줄이고 설치 공간을 늘릴 수 있으므로 연결된 부품의 기능과 부피가 최적화되어 장비의 전반적인 무게 감소 및 성능 최적화라는 목적을 달성할 수 있습니다.
그렇다면 고강도-볼트란 무엇인가요? 고강도-볼트의 강점은 무엇인가요? 오늘 보여드리겠습니다.
2021년 11월 28일, 상하이대학교 재료공학부 한동 교수, 허베이 롱펑산 주조 주식회사, Qifeng 정밀 기술 유한 회사, Zhoushan 7412 공장, 상하이 대학교(절강) 장쑤 야금 기술 연구소, 상하이 대학교 신소재(태주) 연구 하이-최종 장비 기초 부품 재료 연구소의 한동 교수가 이끄는 고성능 철강 재료 팀은 2021년 11월 28일에 연구소 및 기타 7개 단위는 1년 이상의 공동 연구 끝에 "재료 생산-패스너 제조-서비스 평가" 전체 산업 체인 협력을 통해 철강 재료의 고성능 이론을 기반으로 Longfengshan Casting에서 생산한 고순도 철 원료를 사용하여 초-고강도-패스너용 B17.8 및 B19.8 철강을 성공적으로 개발했습니다. 16.8 및 19.8 등급 패스너 제조 기술.
16.8 및 19.8 등급 패스너
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고강도 볼트란 무엇인가요?-
고강도-강도 볼트(High-Strength Friction Grip Bolt), 영어 직역: 고강도 마찰 예압 볼트, 영어 약어: HSFG. 중국 건축에서 우리가 언급하는 고강도 볼트는-고강도 마찰 사전-조임 볼트의 줄임말임을 알 수 있습니다. 일상적인 의사소통에서는 "마찰"과 "그립"이라는 두 단어를 단순히 줄여서 사용하지만, 많은 엔지니어링 및 기술 담당자가 고강도 볼트의 기본 정의를 오해하고 있습니다.-
오해 1:
재료 등급이 8.8을 초과하는 볼트는 "고강도 볼트"입니까?
고강도 볼트와 일반 볼트의 핵심 차이점은-사용된 재료의 강도가 아니라 힘의 형태입니다. 핵심은 사전 조임력을 적용할지-정지 마찰을 사용하여 전단에 저항할지 여부입니다.
실제로 영국 규격과 미국 규격에는 규격에 언급된 고강도 볼트(HSFG BOLT)는 8.8과 10.9(BS EN 14399 / ASTM{4}}A325 & ASTM{15}}490) 두 종류만 있는 반면, 일반 볼트에는 4.6, 5.6, 8.8, 10.9, 12.9, 등 (BS 3692 11 표 2); 재료의 강도가 고강도 볼트와 일반 볼트를 구별하는 열쇠가 아니라는 것을 알 수 있습니다.
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고강도 볼트의 강도는 어디에 있나요?-
GB50017에 따라 단일 일반 볼트(클래스 B) 8.8과 고강도-볼트 8.8의 인장 강도와 전단 강도를 계산합니다.
계산을 통해 동일한 등급에서 일반 볼트의 인장 강도와 전단 강도의 설계 값이 고강도 볼트의 설계 값보다 높다는- 것을 알 수 있습니다.
그렇다면 고강도 볼트의 '강도'는 어디에 있나요?-
이 질문에 대답하려면 두 볼트의 설계 작동 상태부터 시작하여 탄성-소성 변형의 법칙을 연구하고 설계가 파괴될 때의 한계 상태를 이해해야 합니다.
작업 조건에서 일반 볼트와 고강도-볼트의 응력{0}}변형률 곡선
디자인이 파괴될 때의 한계상태
일반 볼트: 나사봉 자체가 설계 공차를 초과하는 소성 변형을 겪고 나사봉이 절단됩니다.
일반적인 볼트 접합에서는 전단력이 작용하기 전에 연결판 사이에 상대 미끄러짐이 발생하고, 이후 볼트 로드와 연결판이 접촉하여 탄성-소성 변형이 발생하여 전단력을 받게 됩니다.
고강도-강도 볼트: 유효 마찰 표면 사이의 정지 마찰이 극복되고 두 강판이 상대 변위를 겪게 되는데, 이는 설계 고려 사항에서 파괴되는 것으로 간주됩니다.
고강도-볼트 연결에서는 마찰이 먼저 전단력을 전달합니다. 마찰력이 전단력에 저항하기에 충분하지 않은 지점까지 하중이 증가하면 정지 마찰력이 극복되고 연결 플레이트가 상대 미끄러짐(한계 상태)을 겪게 됩니다. 그러나 이때 파괴되었지만 볼트로드는 연결판과 접촉하고 있으며 여전히 자체 탄성-소성 변형을 이용하여 전단력을 견딜 수 있습니다.
오해 2:
베어링 용량이 크다는 것은-볼트 강도가 높다는 뜻인가요?
단일 볼트의 계산에서 고강도 볼트의 인장 및 전단 설계 강도가 일반 볼트보다 낮다는 것을 알 수 있습니다.- 높은 강도는 본질적으로 정상 작동 중에 노드에서 상대적인 미끄러짐이 허용되지 않습니다. 즉, 작은 탄성-소성 변형과 큰 노드 강성이 허용됩니다.
주어진 설계 노드 부하 하에서 고강도 볼트로 설계된 노드는 사용되는 볼트 수를 반드시 절약하지는 않지만 변형이 적고 강성이 높으며 안전성이 높다는 것을 알 수 있습니다. 고강도-강도 볼트는 "강한 노드, 약한 로드"라는 기본 내진 설계 원칙을 준수하는 큰 노드 강성을 요구하는 메인 빔 및 기타 위치에 적합합니다.
고강도 볼트의 강도는-그 자체의 지지력 설계 값에 있는 것이 아니라 설계 노드의 큰 강성, 높은 안전 성능 및 강력한 파괴 방지 능력에 있습니다.-
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고강도-볼트와 일반 볼트의 비교
일반 볼트와 고강도 볼트는 설계력 원리가 다르기 때문에 시공 검사 방법에 큰 차이가 있습니다.
동일한 등급의 일반 볼트의 기계적 성능 요구 사항은 고강도 볼트보다 약간 높지만-고강도 볼트는 일반 볼트보다 충격 에너지 허용 요구 사항이 한 단계 더 높습니다.
일반 볼트와 고강도 볼트의 마킹은 동일한 등급의 볼트를 현장에서 식별하기 위한 기본 방법입니다.- 영국과 미국 표준의 고강도 볼트의 토크 값을 계산하는 값이 다르기 때문에 두 표준의 볼트를 식별하는 것도 필요합니다.
고강도{0}}볼트: (M24, L60, 8.8 등급)
일반 볼트: (M24, L60, 8.8 등급)
일반 볼트 가격은 고강도 볼트 가격의 약 70% 수준임을 알 수 있습니다.- 승인 요구 사항을 비교하면 프리미엄 부품은 재료의 충격 에너지(인성) 성능을 보장해야 한다는 결론을 내릴 수 있습니다.
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볼트의 피로 강도를 향상시키는 방법
어떤 복잡한 하중이 가해지더라도 고강도 볼트의 일반적인 파손 형태는 피로 파손입니다.- 1980년 초에 전문가들은 볼트 연결 실패 사례 200건을 연구했는데, 그 중 50% 이상이 피로 실패였습니다. 고강도 볼트의 피로 저항을 향상시키는 것은 매우 중요합니다.-
볼트 피로 파괴에는 다음과 같은 특징이 있습니다.
1. 피로 파괴의 최대 응력은 정적 응력 하에서 재료의 강도 한계보다 훨씬 낮으며 항복 한계보다 훨씬 낮습니다.
2. 피로파괴는 모두 뚜렷한 소성변형이 없는 취성파괴이다.
3. 피로파괴는 어느 정도 미세한 손상이 축적된 결과이다.
볼트의 경우 파손 형태는 주로 나사산 부분의 소성 변형과 나사의 피로 파괴이며, 그 중 다음과 같습니다.
손상의 65%는 너트에 연결된 첫 번째 스레드에서 발생합니다.
손상의 20%는 스레드와 노출된 로드 사이의 전환에서 발생합니다.
손상의 15%는 볼트 머리와 나사 사이의 전이 반경에서 발생합니다.
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응력 집중을 줄이기 위한 설계 최적화
응력 집중을 제거하려면 볼트의 끝 크기를 엄격하게 제어하십시오.
에이. 더 큰 전환 반경을 사용하십시오.
비. 릴리프 그루브를 자르십시오.
기음. 실 끝 부분에 백 커터 홈을 자릅니다.
디. 볼트의 헤드 기울기 각도를 최적화하면 응력 집중을 효과적으로 줄일 수도 있습니다.
이자형. 강화된 실을 사용하세요.
강화 나사산과 일반 나사산의 주요 차이점은 외부 나사산의 소직경 d1과 루트 전이 필렛 R입니다.
강화 나사의 주요 특징은 작은 직경 d1이 일반 나사보다 크고 루트 전이 필렛 반경이 증가하며 R이 증가하고 볼트의 응력 집중이 감소하며 R에 대한 특정 요구 사항이 있다는 것입니다. R+=0.18042P, Rmin=0.15011P, 여기서 P는 피치인 반면 일반 나사에는 그러한 요구 사항이 없으며 직선 단면일 수도 있습니다.
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제조 공정 개선
볼트 제조 공정 중 열처리 및 표면처리 공정의 제어를 강화하면 볼트의 피로를 효과적으로 개선할 수 있습니다.
에이. 열처리 볼트를 먼저 열처리한 후 압연함으로써 볼트 내부에 큰 잔류 압축 응력이 발생하여 균열의 형성과 발달이 느려지고 볼트의 피로 강도가 향상됩니다.
열처리 중에는 탈탄도 방지되어야 하며, 표면 탈탄이 있는 볼트와 없는 볼트의 피로강도를 비교해야 합니다.
탈탄층에서는 탄소가 산화되기 때문에 금속 조직의 시멘타이트 양이 일반 조직에 비해 적어 기계적 성질의 강도나 경도가 일반 조직에 비해 낮다.
일반적으로 표면 탈탄이 발생하면 볼트의 피로강도는 19.8% 감소합니다.
비. 인산염 처리 볼트 표면에 인산염 처리를 하는 것은 녹을 방지하고 조립 시 마찰을 안정시키기 위한 것이지만 인산염 처리를 하면 마모도 줄일 수 있습니다.
스레드 롤링 공정 중 스레드 롤링 휠 스레드와 나사 스레드 사이의 마찰을 줄이는 것은 스레드 롤링 후 볼트 스레드의 응력 분포에 긍정적인 영향을 미치고 스레드의 표면 거칠기를 감소시킵니다.
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적절한 예압 설정
일반 볼트 연결 나사의 인장력은 주로 전면에 있는 3개의 -치형 응력- 베어링 스레드에 의해 전달됩니다.
초기 예압이 충분히 크면 나사산 뿌리의 일부가 국부적으로 소성 변형을 일으키고 나사산 뿌리에 잔류 응력이 생성됩니다. 스레드 루트에서 생성된 잔류 압축 응력은 스레드의 피로 강도를 향상시킬 수 있습니다.
동시에, 소성 변형 후의 나사산은 나사산의 힘 분포를 개선하고 나사산 톱니의 접촉 압력을 감소시킬 수 있습니다.
이는 또한 실의 피로 강도를 향상시킵니다.
예압이 클수록 연결 분리에 저항하는 볼트 연결의 능력이 커지고 예압 완화에 저항하는 능력도 커집니다. 동시에 볼트 연결부의 실제 유효 피로 강도도 더 큽니다.
따라서 볼트 연결부의 예압을 증가시키는 것은 주기적 외부 하중 하에서 볼트 연결부의 피로 파손에 저항하는 능력을 향상시켜 진동 충격력 및 제한된 과부하 하에서 볼트 연결부의 피로 파손 위험을 줄이는 데 도움이 됩니다.
