볼트의 피로 계산에 관한 6가지 FAQ: 알아야 할 답변

1. 볼트의 피로 강도에 영향을 미치는 요인은 무엇인가요?

사용된 재료, 구조 설계, 크기, 제조 공정, 스레드 간 맞춤, 하중 분포, 응력 진폭, 기계적 특성 등 연결의 피로 강도에 영향을 미칠 수 있는 요소는 다양합니다.

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우선, 소재의 강도와 가소성 지수가 요구되는 기준을 충족하기 위해서는 적합한 소재와 열처리 공정을 선택하는 것이 중요합니다.

재료의 강도에 영향을 줄 수 있는 결함, 특히 저배율 입자 간 결함이 없는지 확인하는 것이 중요합니다.

그럼에도 불구하고 볼트 연결 는 주로 볼트의 강도에 의존합니다.

1. 스레드 간 고르지 않은 부하 분산 개선

설치하는 동안 볼트는 늘어나는 반면 너트는 압축됩니다. 나사산 피치의 팽창과 수축의 차이는 베어링 표면 근처의 첫 번째 원에서 가장 커서 최대 변형률과 응력을 초래합니다. 나머지 원(피치 P)은 그에 따라 감소합니다.

다음은 다양한 종류의 견과류에 권장되는 강도 증가량입니다:

a) 서스펜션 너트 - 강도가 40% 증가합니다(너트도 장력을 받고 있어 볼트 변형으로 하중을 고르게 분산하는 데 도움이 됩니다).

b) 링 그루브 너트 - 강도가 30% 증가합니다(너트는 베어링 표면 근처에서 장력이 가해집니다).

c) 내부 경사 너트 - 강도가 20% 증가(접촉 링이 감소하고 하중이 위로 이동)

d) 본드 너트(b와 c의 조합) - 강도가 40% 증가합니다.

e) 볼트와 너트에 다른 재료 사용 - 강도가 40% 증가합니다.

2. 볼트 응력 진폭 감소

1) 볼트 강성 감소

측정: 수직 센터 바, 슬림 바, 유연한 볼트 연결 등

2) 플랜지 강성 증가

조치: 고경도 개스킷을 사용하거나 주철에 직접 나사로 고정합니다.

3. 스트레스 집중력 감소

응력 집중은 나사산 뿌리, 볼트 끝, 볼트 헤드와 볼트 로드 사이의 전환부에서 발생할 수 있습니다.

이러한 스트레스 집중을 완화하기 위해 다음 옵션을 고려할 수 있습니다:

1. 전환 지점에서 필렛을 늘립니다.
2. 스레드 끝에 20~40%의 언더컷 ↑을 사용합니다.
3. 하역 탱크를 활용하세요.
4. 전환 구조의 부하를 제거합니다.

4. 합리적인 제조 공정 채택

1. 볼트는 압출(압연) 방식으로 제조되어 다음과 같은 결과를 가져옵니다. 피로 강도 30-40% 증가.
2. 냉간 가공 경화와 같은 기술을 적용합니다, 표면 처리 시안화, 질화, 샷 피닝 또는 잔류 응력(압축) 도입과 같은 방법으로 피로 강도를 향상시킬 수 있습니다.
3. 더 나은 결과를 위해 열처리 후 실을 압연하면 강도를 70~100TP3T까지 높일 수 있습니다. 이 방법은 고품질, 고수율, 저소비의 이점을 제공합니다.
4. 단일 피치 오류와 누적 피치 오류를 모두 제어하는 것이 중요합니다.

2. 볼트 피로 강도가 감소하는 이유는 무엇인가요?

볼트 연결은 기계 제조 및 장비 설치에 널리 사용됩니다. 그러나 피로 손상을 감지하고 예방하기 어렵기 때문에 지난 수년간 볼트의 피로 파손으로 인한 심각한 사고가 빈번하게 발생하고 있습니다. 따라서 볼트 파손에 대한 연구에 대한 관심이 높아지고 있습니다.

볼트의 피로 강도 감소는 다음과 같은 이유 때문일 수 있습니다:

(1) 나사산을 돌릴 때 블랭크의 외부 품질이 좋은 금속은 제거되고 품질이 좋지 않은 나머지 금속은 볼트 막대로 사용됩니다. 이로 인해 고품질의 금속 결정이 제대로 활용되지 않아 궁극적으로 스레드 강도가 감소합니다.

(2) 소규모의 존재로 인해 가공 필렛 실의 뿌리에 큰 응력 기울기가 있으면 응력 집중이 발생합니다.

(3) 표면 거칠기 값이 스레드 루트의 값보다 높으면 스레드 베벨의 값보다 높습니다.

(4) 공구 마크가 서로 평행하고 나사 축에 수직이며 공구 마크 사이에 미세 균열이 발견될 수 있습니다. 회전된 볼트의 나사산이 뿌리에 있기 때문에 피로 강도에 영향을 미치는 이러한 요인도 존재합니다.

교대 하중이 있는 경우 피로 소스가 먼저 생성되어 피로 실패 의 볼트.

3. 볼트 길이를 늘리면 볼트의 피로 강도가 증가하는 이유는 무엇인가요?

고강도 볼트(프리텐션 볼트)의 경우에만 볼트 길이를 늘리고, 볼트 강성을 줄이고, 하중을 견딜 때 볼트가 공유하는 작동력 FSA를 줄이고, 교번 응력을 줄이고, 결과적으로 피로 강도를 높이는 것이 좋습니다.

4. 고강도 볼트와 일반 볼트의 연결 응력의 차이점은 무엇인가요?

주로 인장력인 연결력 측면에서는 고강도 볼트와 일반 볼트 사이에 차이가 없습니다.

그러나 철골 구조용 볼트와 비틀림 전단 볼트가 받는 응력은 일반 볼트와 다릅니다. 철골 구조용 볼트와 비틀림 전단 볼트는 인장력뿐만 아니라 전단력도 받기 때문입니다.

5. 고강도 볼트의 종류에는 어떤 것이 있나요? 각각의 장단점은 무엇인가요?

전단 응력을 받는 고강도 볼트는 설계 및 응력 요구 사항에 따라 마찰식 고강도 볼트와 베어링식 고강도 볼트의 두 가지 유형으로 분류할 수 있습니다.

마찰식 고강도 볼트 연결은 무결성과 강성이 우수하여 변형이 적고 응력이 안정적이며 피로 저항성이 뛰어납니다.

이러한 유형의 연결은 플레이트의 접촉면 사이에 마찰을 유지하여 상대적인 미끄러짐을 방지합니다. 주로 동적 하중을 견디는 구조물과 일부 구성 요소 및 높은 고도의 설치물을 설치하고 연결하는 데 사용됩니다.

반면 베어링형 고강도 볼트 연결부는 마찰을 극복한 후에도 지지력이 계속 증가하기 때문에 마찰형 볼트보다 설계 지지력이 더 높습니다.

결과적으로 필요한 볼트 수를 줄일 수 있습니다. 그러나 변형이 크고, 동적 성능이 떨어지며, 실제 보유 강도가 작아 무결성과 강성이 떨어집니다. 정적 또는 간접 동적 하중을 받는 구조물에서 특정 슬립 변형을 허용하는 연결에만 적합합니다.

고강도 볼트 연결의 단점 중 하나는 재료, 렌치, 제조 및 설치에 대한 특별한 기술 요구 사항이 있어 상대적으로 비용이 많이 든다는 점입니다.

6. 고강도 볼트의 강도는 얼마인가요?

8.8 등급은 고강도 볼트로 간주됩니다.

현재 8.8S 및 10.9S의 고강도 볼트가 사용되고 있습니다.

소수점 앞의 숫자(8 또는 10)는 열처리 후 볼트의 대략적인 최소 인장 강도 값(100Mpa)을 나타냅니다.

8.8S의 실제 인장 강도는 830Mpa에서 1030Mpa 사이이며, 10.9S의 인장 강도는 1040Mpa에서 1240Mpa 사이입니다.

소수점 뒤의 숫자(0.8 또는 0.9)는 처리 후 볼트의 항복률을 나타냅니다. 항복률은 볼트의 조건부 항복 인장 강도와 최소 인장 강도의 비율입니다. 문자 "S"는 볼트를 나타내고 문자 "H"는 너트를 나타냅니다. 너트는 8H와 10H의 두 가지 등급으로 나뉩니다.