請教一個(gè)螺栓短暫松弛的問題

蒼狼大地

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; N  v; L) W7 h+ e& ^" z9 a我在做螺栓伸長量測試的過程中碰到一個(gè)短暫松弛的問題,，百思不得其解,，所以想請教各位有經(jīng)驗(yàn)的大蝦，@2266998 @zerowing
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背景：
0 |4 y' a5 j% U" J# B6 \8 r產(chǎn)品在裝配螺栓過程中采用Torque-To-Angle擰緊,，確定擰緊角度的方法為先計(jì)算得到一個(gè)擰緊角度,，然后測量螺栓伸長量確定計(jì)算得到的擰緊角度是否合適。具體操作為：先用計(jì)算得到的擰緊角度擰緊螺栓，測量此時(shí)螺栓長度,。然后松脫螺栓,，測量松脫狀態(tài)的螺栓長度，擰緊狀態(tài)長度-松脫狀態(tài)長度即為螺栓伸長量,，然后可以計(jì)算得到的實(shí)際夾緊力,。測量工具為日本三豐測試儀，精度0.001mm,。
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7 Q/ @3 D, z& N8 u" V/ g% R$ E試驗(yàn)過程：
1）在測試過程中,，針對擰緊狀態(tài)和松脫狀態(tài)做了兩組對比試驗(yàn)，第一組12枚螺栓,，第二組15枚螺栓,。為減小單次測試的誤差，每一顆螺栓在擰緊狀態(tài)和松弛狀態(tài)測試20次,，至少10次,。
2）擰緊狀態(tài)：第一組擰緊15分鐘后測量螺栓長度，然后放置3小時(shí)候再次測量,；第二組擰緊16分鐘后測量長度,，放置2天后再次測量。
3）松脫狀態(tài)：第一組10分鐘后測量,，第二組松脫7分鐘后測量,，然后都放置3天后再次測量。
4）裝配的產(chǎn)品相同,，擰緊角度相同，潤滑狀態(tài)相同,，采用高精度擰緊槍擰緊,。
# |# I2 r- @6 Z+ e' z2 B' Z5）采用意大利公司生產(chǎn)的螺栓，行業(yè)普遍采用,。

結(jié)果：
, o$ ^% ^9 c0 @: L1）在擰緊狀態(tài)下,，第一組和第二組的結(jié)果顯示有比較顯著的短暫松弛現(xiàn)象。在多次測量后,，數(shù)值逐漸與Base Line接近,。
- q0 z: w( t6 O! \- z2）在松脫狀態(tài)下，松弛現(xiàn)象不如擰緊狀態(tài)下顯著,。

; A& Y3 t. {+ x2 n  {% o9 u% g  z/ j問題：
8 _& _# [2 a& E1）松脫狀態(tài)下,，第一組和第二組螺栓呈現(xiàn)兩個(gè)相反的松弛方向，第一組螺栓松弛后縮短了,，第二組螺栓松弛后反而伸長了（不是其中一兩顆如此,，所有都是同一個(gè)規(guī)律，排除測量的隨機(jī)因素）。
+ k) J' ^) z' K! H% x% H1 v' C從機(jī)理上完全理解不了,，不知道各位大蝦有沒有碰到過相關(guān)情況,，或者提供一點(diǎn)理論方面的分析思路，非常感謝,。

wo103838

你那圖片里字好像打錯(cuò)了,？

liuyong453

期待高手能給出合理的解釋

2266998

松弛是個(gè)正常問題,，以前談螺栓的話題談過許多次了，我就玩螺栓,，玩實(shí)驗(yàn)機(jī),，

$ b2 D" p: A0 ~! M/ a, t" |為什么有些螺栓非常貴，就是因?yàn)樗沙谔匦苑浅：�,，長期不松弛的,，

這個(gè)跟材料的特性，特別是晶粒狀態(tài)有關(guān)系,，國內(nèi)這些處理的不好,，一般螺栓都沒有這個(gè)特性，你解決這些,，必須自己從煉鋼開始自己玩,，買的材料是不行的，

愛貓人士薛定諤

有個(gè)疑問,，就是實(shí)驗(yàn)條件是否有大的干擾,？特別是溫度，
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蒼狼大地

2266998 發(fā)表于 2015-9-28 09:57
松弛是個(gè)正常問題，以前談螺栓的話題談過許多次了,，我就玩螺栓,，玩實(shí)驗(yàn)機(jī)，
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為什么有些螺栓非常貴,，就是 ...

. s+ M/ N* W$ x是的,，之前聽您多次講螺栓松弛問題，所以在做測試過程中特別注意這個(gè)松弛現(xiàn)象,，通過這次測試還有讀相關(guān)論文,，對這個(gè)有了一點(diǎn)了解。感謝八爺,。
我這次碰到的是由于裝配引起的短期松弛,，高速擰緊狀態(tài)下材料沒有足夠時(shí)間流動(dòng)和塑性變形，而在擰緊結(jié)束后進(jìn)一步塑性變形,。這個(gè)松弛現(xiàn)象影響到最終的伸長量和夾緊力大小,，所以我想通過這次學(xué)習(xí)給出一個(gè)多長時(shí)間以后才開始測試的指導(dǎo)意見。
目前的使用中還沒有出現(xiàn)因?yàn)閼?yīng)力松弛,、高溫蠕變引起的長期松弛失效,，所以暫時(shí)還沒有機(jī)會(huì)研究長期松弛,。
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蒼狼大地

愛貓人士薛定諤 發(fā)表于 2015-9-28 11:48
有個(gè)疑問,，就是實(shí)驗(yàn)條件是否有大的干擾？特別是溫度,，

* V! ~, d. N: r. `8 Y嗯,。考慮了一下,，有這個(gè)可能性,。
第一組松脫狀態(tài)是在下午兩點(diǎn)測試，復(fù)測在三天后的上午十點(diǎn),。第二組在上午十點(diǎn)測試,，復(fù)測在三天后的上午十點(diǎn)。
因?yàn)樵谕�一個(gè)實(shí)驗(yàn)室測試,，之前想當(dāng)然認(rèn)為溫差很小,。但計(jì)算后發(fā)現(xiàn)，5℃溫差可能引起0.00132mm的變形差異,，由于松弛前和松弛后之間的差值本身就很小,，影響還是比較顯著的。而溫度引起的誤差,、裝配引起的裝配松弛和測量帶來的誤差疊加,，所以誤差進(jìn)一步放大。
但還有個(gè)問題沒有搞懂：從測量時(shí)間來看,，第二組都是十點(diǎn)鐘測量,，假定溫差很小，則第二組數(shù)據(jù)更加可靠,。但第二組數(shù)據(jù)剛松脫時(shí)螺栓短,，隨著松弛時(shí)間變長，螺栓伸長,。從直觀上理解：螺栓在夾緊狀態(tài)時(shí)伸長的,，晶格間距拉大；在剛松脫時(shí),，螺栓晶格間距依舊有部分處于拉長狀態(tài),，隨著松弛進(jìn)一步進(jìn)行,，晶格間距逐漸減小，螺栓長度縮短,。測試數(shù)據(jù)和直觀上的理解有出入,，不知道應(yīng)該怎么理解這個(gè)問題。
非常感謝你提供的思路,。謝謝,。

良生

有點(diǎn)疑問：松弛前后，也就相差1個(gè)絲左右,，大俠怎么測量,，要知道螺栓頭、尾端都是粗糙面,，每次測量本身就不準(zhǔn),。另外，橫坐標(biāo)是第幾次測量值嗎,，有的十幾有的又二十多,，有的松弛前后數(shù)據(jù)點(diǎn)數(shù)量還不一致。

蒼狼大地

良生 發(fā)表于 2015-9-28 12:46
! }1 Q; P/ v, j; F; {+ m3 a有點(diǎn)疑問：松弛前后，也就相差1個(gè)絲左右,，大俠怎么測量,，要知道螺栓頭、尾端都是粗糙面,，每次測量本身就不準(zhǔn) ...

; E$ U5 J! l/ \/ r( Q+ ]在螺栓上加工錐形孔,，差不多120°左右的孔，然后測試的儀器采用高精度千分尺測量,，球頭用于找位置（晚上回去后上圖）,。如果錐形孔加工質(zhì)量夠好的話，單次測量之間的誤差可以控制在3μm以內(nèi)（看上面松弛穩(wěn)定以后的誤差時(shí)很小的）,。
是的,，橫坐標(biāo)是第幾次測量，第一組剛開始測量數(shù)據(jù)較多,，因?yàn)榘l(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)波動(dòng)比較大,，所以聯(lián)想到可能是八爺說的松弛現(xiàn)象,，（當(dāng)時(shí)還是有點(diǎn)小激動(dòng),，呵呵）,，然后后面設(shè)計(jì)了第二組試驗(yàn)來驗(yàn)證想法。第二組試驗(yàn),，因?yàn)闀r(shí)間有限,，所以只測試了十組數(shù)據(jù)。
謝謝參與,。

zerowing

感謝大俠抬愛惦記,。說松弛,，只敢作為學(xué)生討論幾句。
對松弛的認(rèn)識和理解,，目前還比較淺顯,，說說個(gè)人理解好了，對不對,，大俠斟酌斧正,。
0 m+ ^0 y: h) `! O4 n松弛是一種廣義的蠕變，根本上也是由金屬內(nèi)部分子結(jié)構(gòu)的缺陷和鍵能導(dǎo)致的,。
個(gè)人理解,，松弛，一種是基于缺陷的鍵錯(cuò)位,，這種松弛是永久性的,，要解決起來只能從冶煉鍛制上控制基本晶粒問題。這個(gè)很難控制和預(yù)測,。也許老米的大鋼廠有內(nèi)部理論吧,。公開性的資料上還沒找到有建設(shè)的資料。
) s6 @, \& g# m# T3 K2 `( {另一種是暫時(shí)性的類彈性晶格拉伸問題,。個(gè)人理解,，這種松弛是暫時(shí)性的，但是最終回復(fù)情況不確定,�,？赡墚�(dāng)外力撤去之后，這種拉伸狀態(tài)會(huì)回復(fù),，呈現(xiàn)松弛恢復(fù),，也可能出現(xiàn)亞穩(wěn)狀態(tài)，短時(shí)間保持一種晶格高勢狀態(tài),，并隨著時(shí)效作用,，既可能出現(xiàn)恢復(fù)，也可能進(jìn)一步松弛,。
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