請(qǐng)教一個(gè)螺栓短暫松弛的問(wèn)題

蒼狼大地

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我在做螺栓伸長(zhǎng)量測(cè)試的過(guò)程中碰到一個(gè)短暫松弛的問(wèn)題，百思不得其解，所以想請(qǐng)教各位有經(jīng)驗(yàn)的大蝦，@2266998 @zerowing
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9 g( F: k1 n5 E, d背景：
4 y8 f  b* N* P1 \( v9 j0 ]產(chǎn)品在裝配螺栓過(guò)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(cè)量螺栓伸長(zhǎng)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(cè)量此時(shí)螺栓長(zhǎng)度。然后松脫螺栓，測(cè)量松脫狀態(tài)的螺栓長(zhǎng)度，擰緊狀態(tài)長(zhǎng)度-松脫狀態(tài)長(zhǎng)度即為螺栓伸長(zhǎng)量，然后可以計(jì)算得到的實(shí)際夾緊力。測(cè)量工具為日本三豐測(cè)試儀，精度0.001mm。

試驗(yàn)過(guò)程：
1）在測(cè)試過(guò)程中，針對(duì)擰緊狀態(tài)和松脫狀態(tài)做了兩組對(duì)比試驗(yàn)，第一組12枚螺栓，第二組15枚螺栓。為減小單次測(cè)試的誤差，每一顆螺栓在擰緊狀態(tài)和松弛狀態(tài)測(cè)試20次，至少10次。
2）擰緊狀態(tài)：第一組擰緊15分鐘后測(cè)量螺栓長(zhǎng)度，然后放置3小時(shí)候再次測(cè)量；第二組擰緊16分鐘后測(cè)量長(zhǎng)度，放置2天后再次測(cè)量。
5 N5 q& k6 z0 w  Z" j3）松脫狀態(tài)：第一組10分鐘后測(cè)量，第二組松脫7分鐘后測(cè)量，然后都放置3天后再次測(cè)量。
4）裝配的產(chǎn)品相同，擰緊角度相同，潤(rùn)滑狀態(tài)相同，采用高精度擰緊槍擰緊。
- I3 X) _3 l2 y+ A& q- O5）采用意大利公司生產(chǎn)的螺栓，行業(yè)普遍采用。
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結(jié)果：
/ K8 w  o& }4 A! Q7 ^6 F1）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(cè)量后，數(shù)值逐漸與Base Line接近。
2）在松脫狀態(tài)下，松弛現(xiàn)象不如擰緊狀態(tài)下顯著。

問(wèn)題：
2 x0 b# g& T: l. x/ y  h1）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(zhǎng)了（不是其中一兩顆如此，所有都是同一個(gè)規(guī)律，排除測(cè)量的隨機(jī)因素）。
從機(jī)理上完全理解不了，不知道各位大蝦有沒(méi)有碰到過(guò)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(wèn)題，以前談螺栓的話題談過(guò)許多次了，我就玩螺栓，玩實(shí)驗(yàn)機(jī)，

為什么有些螺栓非常貴，就是因?yàn)樗沙谔匦苑浅：�，長(zhǎng)期不松弛的，
# E) S! a: z9 M: [" k/ {3 M* q
這個(gè)跟材料的特性，特別是晶粒狀態(tài)有關(guān)系，國(guó)內(nèi)這些處理的不好，一般螺栓都沒(méi)有這個(gè)特性，你解決這些，必須自己從煉鋼開(kāi)始自己玩，買(mǎi)的材料是不行的，

愛(ài)貓人士薛定諤

有個(gè)疑問(wèn)，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
. Q& |% [* G% \2 r) [松弛是個(gè)正常問(wèn)題，以前談螺栓的話題談過(guò)許多次了，我就玩螺栓，玩實(shí)驗(yàn)機(jī)，
7 C; t$ w( v: x4 C
為什么有些螺栓非常貴，就是 ...

9 [. V, n  ]  Y8 t是的，之前聽(tīng)您多次講螺栓松弛問(wèn)題，所以在做測(cè)試過(guò)程中特別注意這個(gè)松弛現(xiàn)象，通過(guò)這次測(cè)試還有讀相關(guān)論文，對(duì)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(méi)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(zhǎng)量和夾緊力大小，所以我想通過(guò)這次學(xué)習(xí)給出一個(gè)多長(zhǎng)時(shí)間以后才開(kāi)始測(cè)試的指導(dǎo)意見(jiàn)。
& x* q7 R: c: i目前的使用中還沒(méi)有出現(xiàn)因?yàn)閼?yīng)力松弛、高溫蠕變引起的長(zhǎng)期松弛失效，所以暫時(shí)還沒(méi)有機(jī)會(huì)研究長(zhǎng)期松弛。

蒼狼大地

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

嗯�？紤]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(cè)試，復(fù)測(cè)在三天后的上午十點(diǎn)。第二組在上午十點(diǎn)測(cè)試，復(fù)測(cè)在三天后的上午十點(diǎn)。
因?yàn)樵谕�一個(gè)實(shí)驗(yàn)室測(cè)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(cè)量帶來(lái)的誤差疊加，所以誤差進(jìn)一步放大。
但還有個(gè)問(wèn)題沒(méi)有搞懂：從測(cè)量時(shí)間來(lái)看，第二組都是十點(diǎn)鐘測(cè)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(zhǎng)，螺栓伸長(zhǎng)。從直觀上理解：螺栓在夾緊狀態(tài)時(shí)伸長(zhǎng)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(zhǎng)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(zhǎng)度縮短。測(cè)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(wèn)題。
' \- Q- c% ?1 d) Z& B7 R/ F% a非常感謝你提供的思路。謝謝。

良生

有點(diǎn)疑問(wèn)：松弛前后，也就相差1個(gè)絲左右，大俠怎么測(cè)量，要知道螺栓頭、尾端都是粗糙面，每次測(cè)量本身就不準(zhǔn)。另外，橫坐標(biāo)是第幾次測(cè)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

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良生 發(fā)表于 2015-9-28 12:46
有點(diǎn)疑問(wèn)：松弛前后，也就相差1個(gè)絲左右，大俠怎么測(cè)量，要知道螺栓頭、尾端都是粗糙面，每次測(cè)量本身就不準(zhǔn) ...

. ]$ @; R) B, ]1 s在螺栓上加工錐形孔，差不多120°左右的孔，然后測(cè)試的儀器采用高精度千分尺測(cè)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(cè)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(cè)量，第一組剛開(kāi)始測(cè)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(shuō)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(lái)驗(yàn)證想法。第二組試驗(yàn)，因?yàn)闀r(shí)間有限，所以只測(cè)試了十組數(shù)據(jù)。
謝謝參與。
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zerowing

感謝大俠抬愛(ài)惦記。說(shuō)松弛，只敢作為學(xué)生討論幾句。
對(duì)松弛的認(rèn)識(shí)和理解，目前還比較淺顯，說(shuō)說(shuō)個(gè)人理解好了，對(duì)不對(duì)，大俠斟酌斧正。
" ~  ~7 F8 ~$ K& R- S. _5 v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(lái)只能從冶煉鍛制上控制基本晶粒問(wèn)題。這個(gè)很難控制和預(yù)測(cè)。也許老米的大鋼廠有內(nèi)部理論吧。公開(kāi)性的資料上還沒(méi)找到有建設(shè)的資料。
另一種是暫時(shí)性的類(lèi)彈性晶格拉伸問(wèn)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(shì)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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