請教一個螺栓短暫松弛的問題

蒼狼大地

我在做螺栓伸長量測試的過程中碰到一個短暫松弛的問題，百思不得其解,，所以想請教各位有經(jīng)驗的大蝦,，@2266998 @zerowing
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背景：
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算得到一個擰緊角度,，然后測量螺栓伸長量確定計算得到的擰緊角度是否合適,。具體操作為：先用計算得到的擰緊角度擰緊螺栓，測量此時螺栓長度,。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,，然后可以計算得到的實際夾緊力,。測量工具為日本三豐測試儀，精度0.001mm,。
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試驗過程：
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，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。
$ F; s4 O* w/ u" _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。
; v& E, y4 K  @1 P' {+ i! \" B4）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,。
5）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：
1）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,。
0 d. y! C; S, A! Q# x. w, ]2）在松脫狀態(tài)下,，松弛現(xiàn)象不如擰緊狀態(tài)下顯著。
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問題：
1）松脫狀態(tài)下，第一組和第二組螺栓呈現(xiàn)兩個相反的松弛方向,，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，所有都是同一個規(guī)律,，排除測量的隨機(jī)因素）,。
從機(jī)理上完全理解不了，不知道各位大蝦有沒有碰到過相關(guān)情況,，或者提供一點理論方面的分析思路,，非常感謝,。

wo103838

你那圖片里字好像打錯了,？

liuyong453

期待高手能給出合理的解釋

2266998

松弛是個正常問題，以前談螺栓的話題談過許多次了,，我就玩螺栓,，玩實驗機(jī)，

為什么有些螺栓非常貴,，就是因為松弛特性非常好,，長期不松弛的，
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: q& s. n. W0 l這個跟材料的特性,，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

有個疑問，就是實驗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,，玩實驗機(jī),，
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為什么有些螺栓非常貴，就是 ...

1 F$ t/ F% Q& l6 E6 k& E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松弛現(xiàn)象，通過這次測試還有讀相關(guān)論文,，對這個有了一點了解,。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)下材料沒有足夠時間流動和塑性變形,，而在擰緊結(jié)束后進(jìn)一步塑性變形。這個松弛現(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)給出一個多長時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)因為應(yīng)力松弛、高溫蠕變引起的長期松弛失效,，所以暫時還沒有機(jī)會研究長期松弛,。

蒼狼大地

愛貓人士薛定諤 發(fā)表于 2015-9-28 11:48
& H3 k' {' `6 h1 U有個疑問，就是實驗條件是否有大的干擾,？特別是溫度,，

1 r) ]6 }' s7 j9 @; U嗯�,？紤]了一下,，有這個可能性。
第一組松脫狀態(tài)是在下午兩點測試,，復(fù)測在三天后的上午十點,。第二組在上午十點測試，復(fù)測在三天后的上午十點,。
7 n9 K1 \; }! }, T9 J* @因為在同一個實驗室測試,，之前想當(dāng)然認(rèn)為溫差很小。但計算后發(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,。
8 g& o/ i: N8 d8 z0 e' Q* ?但還有個問題沒有搞懂：從測量時間來看,，第二組都是十點鐘測量，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)剛松脫時螺栓短，隨著松弛時間變長,，螺栓伸長,。從直觀上理解：螺栓在夾緊狀態(tài)時伸長的,，晶格間距拉大；在剛松脫時,，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)該怎么理解這個問題,。
/ _8 Y/ |# p' y# E# {非常感謝你提供的思路。謝謝,。

良生

有點疑問：松弛前后,，也就相差1個絲左右，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
有點疑問：松弛前后,，也就相差1個絲左右，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) ...

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,，因為發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)波動比較大，所以聯(lián)想到可能是八爺說的松弛現(xiàn)象,，（當(dāng)時還是有點小激動,，呵呵），然后后面設(shè)計了第二組試驗來驗證想法,。第二組試驗,，因為時間有限，所以只測試了十組數(shù)據(jù),。
謝謝參與,。
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zerowing

感謝大俠抬愛惦記,。說松弛，只敢作為學(xué)生討論幾句,。
6 B* [3 V, f" n5 Y. Q0 N. @/ f6 Z對松弛的認(rèn)識和理解,，目前還比較淺顯，說說個人理解好了,，對不對,，大俠斟酌斧正。
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,。
' ^9 \% M9 ~+ q0 W3 F個人理解，松弛,，一種是基于缺陷的鍵錯位,，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,。
$ m3 Y/ C& O; w% C另一種是暫時性的類彈性晶格拉伸問題,。個人理解，這種松弛是暫時性的,，但是最終回復(fù)情況不確定,。可能當(dāng)外力撤去之后,，這種拉伸狀態(tài)會回復(fù),，呈現(xiàn)松弛恢復(fù)，也可能出現(xiàn)亞穩(wěn)狀態(tài),，短時間保持一種晶格高勢狀態(tài),，并隨著時效作用,，既可能出現(xiàn)恢復(fù)，也可能進(jìn)一步松弛,。

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