Tabla de tamaños de remaches (lista completa)
¿Está cansado de luchar por encontrar el tamaño de remache adecuado para sus proyectos? No busque más. En esta entrada del blog, nos adentraremos en el mundo del...
¿Qué ocurre cuando un remache falla repentinamente tras un uso mínimo? Este artículo profundiza en la inesperada rotura por fatiga de los remaches, explorando las causas, el análisis de tensiones y cómo la desalineación y los factores externos pueden conducir al fallo. Los lectores conocerán los intrincados detalles del comportamiento de los remaches frente a las tensiones y la importancia de un montaje adecuado para evitar estos problemas. Al final, comprenderá cómo las prácticas de ingeniería pueden mitigar estos fallos y garantizar la integridad estructural.
Tras 90 horas de funcionamiento, se descubrió una cabeza de remache rota en la unión entre el armazón de la 15a y la piel de entrada.
Las observaciones y el análisis de la superficie de fractura, incluidas las observaciones macro y micro, la metalografía, las pruebas de dureza y el cálculo de la tensión de fatiga, revelaron que el fallo del remache se debía a una fractura por fatiga.
Una desviación en la alineación del orificio de montaje entre el bastidor y la piel conectados por el remache provocó un desequilibrio entre la flexión normal y el esfuerzo cortante, agravado por el esfuerzo añadido de las vibraciones del flujo de aire. Esto provocó un aumento de la tensión inicial sobre el remache, causando su fractura.
Los resultados del análisis de la superficie de fractura también mostraron que el remache experimentó un mayor nivel de tensión inicial de fatiga y un menor nivel de tensión de expansión.
El remachado ofrece varias ventajas, como un proceso y un equipo sencillos, resistencia a vibraciones e impactos, transmisión de fuerza constante, y durabilidad y fiabilidad.
Por ello, el remachado es un método de conexión muy utilizado.
Para completar el proceso de remachadoEn primer lugar, alinee las piezas conectadas y colóquelas en su posición correcta. A continuación, alinee los orificios de los remaches e insértelos. Por último, utilice una herramienta para formar las cabezas de los remaches y fije las varillas en su sitio.
La carga se transmite a través de la fuerza de fricción en la superficie de contacto de los conectores, ya que el remache es arrastrado por la herramienta de conexión.
Los modos comunes de tensión y fallo en remaches incluyen:
Los dos tipos principales de fallo en el diseño de remaches son el cizallamiento del vástago del remache y la extrusión o colapso del metal en el punto de compresión entre el remache y las piezas conectadas.
En el proceso de producción, un control inadecuado del tratamiento térmico es la principal causa de fallo de los remaches, tanto a nivel nacional como internacional. Esto puede dar lugar a granos gruesos, sobrecalentamiento o presencia de fases quebradizas en las materias primas.
Durante el proceso de recalcado, puede producirse una alta resistencia al cizallamiento o agrietamiento de la cabeza del remache. Las fuerzas externas anómalas también pueden provocar el cizallamiento del remache.
El fallo por fatiga en remaches es poco frecuente debido a su modo de conexión, estado de tensión y otras características. Sin embargo, un montaje anormal y otras condiciones de tensión durante las aplicaciones prácticas de ingeniería pueden provocar un fallo por fatiga, causando el fallo de la conexión de fijación y aumentando el desplazamiento de apertura. Esto también puede dar lugar a tensiones anormales en los remaches cercanos y provocar el fallo por fatiga de la conexión.
Llevar a cabo un análisis de fallos por fatiga de remaches es crucial. Esto puede hacerse mediante observación visual, examen macro y micro de la superficie de fractura, metalografía, ensayos de dureza y otros métodos.
Mediante la combinación de los resultados del análisis y la estimación de la superficie de fractura, este estudio invierte las características de crecimiento de la grieta y la tensión integral equivalente inicial de los componentes remachados de ingeniería, proporcionando datos de apoyo para las características de tensión y el tamaño de los componentes. Esta información es útil para determinar la causa raíz del fallo y resolver problemas prácticos de ingeniería.
Se descubrió que la primera cabeza de remache en la conexión entre el armazón 15a y la piel de entrada se había desprendido tras 90 horas de servicio, lo que equivale a 130 despegues y aterrizajes (como se muestra en la Fig. 1).
El material del remache es la aleación de aluminio LY10, un duraluminio de resistencia media con una resistencia a la tracción de 390 MPa y una alta resistencia al cizallamiento de 235 MPa. Este material tiene suficiente plasticidad para el remachado en diversas condiciones, tales como recocidoEl remache se somete a un proceso de templado, revenido y envejecimiento en caliente. Se utiliza comúnmente para la fabricación de remaches de resistencia media y piezas estructurales.
El remache se rompió en la transición del arco de la cabeza.
De los daños laterales se desprende que la unión de las dos placas de conexión en la sección recta del remache estaba muy deformada, lo que indicaba una desviación de la coaxialidad de los orificios de montaje entre el armazón y la piel (como se muestra en la figura 2).
Coloque el remache fracturado bajo un microscopio electrónico de barrido para su examen microscópico.
El origen de la fractura del remache se encuentra en su superficie exterior (como se ve en la figura 3a).
El área de la fuente presenta escalones y bordes extendidos, formando una gran fuente lineal que cubre aproximadamente una sexta parte de la circunferencia.
No se identificaron defectos metalúrgicos ni rastros de procesamiento en la zona de origen (como se muestra en las figuras 3b y 3c).
Durante la fase de crecimiento de la grieta, se observan numerosos arcos y bandas de fatiga pequeños (como se ve en la Figura 3d), y la grieta crece principalmente por fatiga, representando más de 95% del área total de la sección transversal.
Un análisis del espectro de energía de la zona de origen de la fractura del remache y de la zona expandida reveló la ausencia de elementos extraños.
También se examinó el lado de la zona del foco de fractura y se comprobó que la película protectora anodizada de la superficie estaba intacta (como se muestra en la figura 3e).
La inspección metalográfica y de dureza del remache no reveló anomalías en su metalografía y un valor de dureza relativamente uniforme.
La fractura del remache se produce en el punto de transición entre la cabeza del remache y el arco, y hay numerosos pequeños arcos de fatiga y bandas de fatiga visibles en la superficie de la fractura.
Esto indica que el fallo del remache se debe a la fatiga.
La fractura se produce en el lugar de remachado inicial de la estructura de conexión, que es la conexión entre el bastidor 15a y la piel de entrada de aire.
Si el proceso de remachado es anormal, el primer remache es más susceptible de fallar, lo que concuerda con el principio general de fallo de los elementos de fijación en el remachado.
En general, el modo de fallo más común de los remaches como elementos de fijación es la fractura por cizallamiento.
En fractura por fatiga se produce en el arco de la cabeza del remache, muestra que su función de remachado se ha alterado en cierta medida.
Durante el montaje correcto, debe haber un ajuste de interferencia entre el remache y el orificio del remache de la placa de conexión, lo que lleva a una tensión mínima o nula en la transición del arco de la cabeza del remache.
Las observaciones muestran que la unión entre las dos placas de conexión en la sección recta del remache está gravemente deformada, lo que indica una desviación en la coaxialidad de los orificios de montaje entre el armazón y la piel, dando lugar a una tensión de montaje anormal en el remache.
Bajo el efecto combinado de la tensión de montaje anormal y la tensión de vibración del flujo de aire, el remache experimenta grietas por fatiga.
La superficie de un remache fracturado muestra una fuente de líneas de gran tamaño, y el tamaño del área de la fuente puede indicar hasta cierto punto la magnitud de la tensión inicial, lo que permite una evaluación preliminar de que la tensión inicial que condujo a la fractura del remache fue significativa.
La grieta en el remache está completamente expandida, y el área de fatiga cubre más de 95% del área total de fractura, lo que sugiere que la tensión inicial en el remache era sustancial, pero la tensión de expansión era relativamente baja.
Dado que la localización de la fractura del remache se encuentra en el punto de concentración de tensiones en la transición del arco de la cabeza del remache, cuando la tensión alterna es baja, su agrietamiento por fatiga también puede presentar características de origen lineal. Por tanto, es necesario reconstruir cuantitativamente la superficie de fractura para deducir la tensión inicial integral que soporta el remache.
En operaciones normales, el remache está ajustado por interferencia, y la tensión en la posición de fractura del arco es baja o inexistente bajo la fuerza.
Sin embargo, el remache es susceptible de sufrir fracturas por fatiga, principalmente debido a la tensión alterna de flexión que experimenta en el arco de la cabeza del remache, causada por el movimiento ascendente y descendente de la placa de conexión, que conduce a la formación de una grieta superficial semielíptica.
Tomando como referencia el modelo de factor de intensidad de tensión de "grieta superficial semielíptica bajo tensión uniforme y flexión" de la literatura, el modelo supone una muestra de varilla redonda con diámetro D que contiene grietas superficiales semielípticas. El eje mayor de la grieta es 2a, el eje semi-minor de la profundidad de la grieta es b, y el factor de intensidad de tensión del borde frontal de la grieta bajo tensión uniforme y tensión de flexión σ se calcula utilizando la condición de flexión del centro del modelo de factor de intensidad de tensión (como se muestra en la Fig. 4).
Por lo tanto, el factor de intensidad de la tensión en cada punto del borde frontal de la grieta es:
Fig.4 Modelo de columna redonda, fisura superficial semielíptica y tensión uniforme
Consulte la Tabla 1 y la Figura 5 para obtener los datos de tensión exhaustivos del análisis cuantitativo de remaches.
Como se muestra en la Fig. 5, la tensión máxima equivalente global disminuye continuamente con el aumento de la longitud de la grieta, y la tasa de reducción también disminuye.
Dada la escasez de datos, estimamos de forma conservadora la tensión de fractura inicial ajustando una regresión lineal entre los datos de longitud de grieta y tensión, lo que arroja la ecuación Y=273-10,5x.
Cuando x=0, Y=273 MPa, que representa la tensión máxima equivalente integral al inicio del remache, que es aproximadamente 70% de la resistencia a la tracción (390 MPa) de la aleación de aluminio LY10CZ.
Es importante señalar que el material del remache es la aleación de aluminio LY10 y experimenta una relación de esfuerzo de fatiga de R=-1. No se encontraron las constantes de material c y n, por lo que se utilizó la constante de crecimiento de grieta para LY12 relación de tensiones de la aleación de aluminio (R=0,25) para la inferencia inversa en la estimación cuantitativa.
Tenga en cuenta que puede haber errores en el valor inicial de la tensión equivalente máxima global.
El objetivo principal de este estudio es presentar el método de análisis de tensiones.
Tabla 1 resultados del análisis cuantitativo de la tensión de fatiga del remache
| No. | b/a | B/mm | Y | S/μ | △σ/MPa | σmax/MPa |
| 1 | 0.31 | 0.53 | 0.987 | 0.08 | 200.9 | 267.9 |
| 2 | 0.71 | 1.40 | 0.782 | 0.08 | 192.5 | 256.7 |
| 3 | 0.81 | 1.78 | 0.782 | 0.10 | 191.5 | 255.4 |
Fig.5 Ajuste lineal de longitud y tensión
Con la propagación de la grieta y el desplazamiento por vibración de las placas de unión superior e inferior constantes, la tensión en el remache disminuye gradualmente, al igual que la tensión en la punta de la grieta. Esto corresponde a 95% del rango completo de fatiga de la propagación de la grieta del remache.
En consecuencia, la fractura del remache es una fractura por fatiga caracterizada por una tensión inicial elevada pero una tensión de expansión relativamente baja.
Como fundador de MachineMFG, he dedicado más de una década de mi carrera a la industria metalúrgica. Mi amplia experiencia me ha permitido convertirme en un experto en los campos de la fabricación de chapa metálica, mecanizado, ingeniería mecánica y máquinas herramienta para metales. Estoy constantemente pensando, leyendo y escribiendo sobre estos temas, esforzándome constantemente por mantenerme a la vanguardia de mi campo. Deje que mis conocimientos y experiencia sean un activo para su empresa.
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