不同材料的螺紋扭矩評估

標準材料的螺紋扭矩,通常都有對應的標準定義。

對于較為特殊的材料的螺紋,其螺距究竟該如何評估定義呢?

  1. 標準計算法:

    汽車行業的螺紋扭矩,根據標準QCT-518-1999 汽車用螺紋緊固件擰緊扭矩規范設計 ,其中有標準扭矩、最小扭矩、最大扭矩的經驗計算公式。

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結合材料本身的力學性能參數,我們可以計算出對應的扭矩。

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例如,5#鋅合金 M5 0.8mm螺距,其計算出的扭矩如下:

標準扭矩:2.1   N.m u最小扭矩:   1.65 N.m u最大扭矩:   2.51 N.m

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2. 我們采用CAE法大概模擬一下螺紋受扭矩情況下的應力情況。

2.1. 根據國標螺紋創建標準模型,創建了10圈螺紋(M5X0.8mm);

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2.2 用CAE軟件模擬分析施加扭矩的受力狀況。

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工況一:螺紋受扭矩2.5N.m 

工況二:螺紋受扭矩2.5N.m, 預緊力3200N造成的壓力; 

工況三:螺紋受扭矩7N.m; 

工況四:螺紋受扭矩7N.m,預緊力8960N造成的壓力;

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3.  總結:

     2.5N.m的力矩下,鋅合金螺紋的最大應力為93.3Mpa,大概是5#鋅合金的屈服強度的三分之一,符合機械手冊建議的許用應力; ?7N.m的力矩下,鋅合金螺紋的最大應力為261.7Mpa,基本到了5#鋅合金的屈服強度,基本已經到了材料的應用極限,需要小心應用。 ?下兩圖是螺紋圈數受力分布的經驗示意(螺紋受力并非均勻分布)。

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         根據這些計算評估,我們大概知道標準里規定的計算方式是加了安全系數考慮了疲勞應用的保守算法。也得出了采用新材料螺紋的扭矩評估方式。

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