طراحی پیچ های فولادی ساختاری آلیاژ ، از جمله عواملی مانند هندسه نخ و سطح سطح ، نقش مهمی در تعیین قدرت کلی ، عملکرد و دوام آنها در کاربردهای ساختاری ایفا می کند. در اینجا نحوه تأثیر این جنبه های طراحی بر قدرت پیچ ها آورده شده است:
1. هندسه موضوع:
زمین و عمق نخ: زمین (فاصله بین نخ ها) و عمق نخ ها به طور مستقیم بر توزیع بار و استحکام پیچ تأثیر می گذارد. نخ های ظریف (با یک زمین کوچکتر) تمایل به بارگذاری بار بالاتری دارند زیرا سطح سطح کوچکتر امکان درگیر شدن موضوعات بیشتر را فراهم می کند و باعث افزایش توزیع استرس در طول پیچ می شود. با این حال ، موضوعات درشت تر (با یک زمین بزرگتر) ممکن است برای نصب سریع و آسان بهتر باشد ، اما ممکن است استرس را به عنوان موضوعات ظریف تر توزیع نکنند ، و به طور بالقوه بر قدرت پیچ تحت بار تأثیر می گذارد.
مشخصات موضوع: هندسه مشخصات نخ ، خواه یک طراحی تیز یا گرد باشد ، همچنین بر غلظت استرس در ریشه های نخ ها تأثیر می گذارد. مشخصات نخ تیز می تواند باعث غلظت استرس بالاتری شود ، که می تواند منجر به خرابی خستگی در بارهای چرخه ای شود. از طرف دیگر پروفایل های نخ گرد ، به کاهش این غلظت استرس ، بهبود استحکام خستگی و دوام کلی پیچ کمک می کند.
طول درگیری موضوع: طول درگیری نخ در مؤلفه جفت گیری (به عنوان مثال ، یک مهره یا سوراخ ضربه خورده) بر استحکام برشی و مقاومت کششی پیچ تأثیر می گذارد. درگیری بیشتر موضوع مساحت بیشتری را برای توزیع نیرو فراهم می کند ، افزایش قدرت و مقاومت کلی پیچ در برابر شل شدن یا سلب ، به ویژه در برنامه های پر بار.
2. پایان سطح:
زبری سطح: زبری یا صافی سطح پیچ می تواند بر مقاومت در برابر خستگی و خاصیت اصطکاک آن تأثیر بگذارد. یک سطح صاف ، اصطکاک را در حین نصب کاهش می دهد و باعث می شود پیچ و مهره را آسان تر کند و به تنش مورد نظر دست یابد. علاوه بر این ، یک سطح صاف تر می تواند به کاهش تشکیل غلظت های استرس ، که مناطقی از پیچ هستند ، کمک کند که استرس به احتمال زیاد منجر به خرابی می شود ، به خصوص تحت بارگذاری چرخه ای.
سختی سطح: سختی سطح پیچ نقش مهمی در مقاومت در برابر سایش و توانایی مقاومت در برابر تغییر شکل در زیر بار دارد. یک سطح سخت شده می تواند به طور قابل توجهی قدرت پیچ را به خصوص در محیط های استرس بالا افزایش دهد. این امر به جلوگیری از تغییر شکل سطح به راحتی ، که می تواند منجر به خرابی شود ، به ویژه در کاربردهایی که در معرض نیروهای سنگین یا ارتعاشات قرار دارند ، کمک می کند.
پوشش ها و آبکاری: استفاده از پوشش های محافظ (مانند گالوانیزه ، آبکاری روی یا فسفات) می تواند مقاومت پیچ در برابر خوردگی را تقویت کند ، که در غیر این صورت می تواند پیچ را به مرور زمان تضعیف کرده و بر قدرت آن تأثیر بگذارد. روکش ها همچنین سطح صاف تری را فراهم می کنند و ویژگی های اصطکاک پیچ را در حین سفت شدن بهبود می بخشند. با این حال ، پوشش های خاص ممکن است ابعاد را کمی تغییر داده یا ضریب اصطکاک را که بر توزیع بار و گشتاور سفت کننده تأثیر می گذارد ، معرفی کند.
Passivation یا Shot Peening: فرآیندهای مانند انفعال (برای از بین بردن لایه های اکسید) یا لایه برداری شات (برای معرفی تنش های فشاری به سطح) می توانند به طور قابل توجهی قدرت خستگی پیچ را بهبود بخشند. به عنوان مثال ، لایه برداری شات ، پیچ را با فشرده سازی سطح و کاهش خطر ابتلا به ترک ، تقویت می کند ، که باعث افزایش دوام کلی آن در بارهای پویا می شود.
3. تناسب و تحمل موضوع:
بین پیچ و مهره یا سوراخ جا دهید: تناسب دقیق بین نخ های پیچ و مهره جفت گیری یا سوراخ ضربه خورده بر استحکام کششی و ظرفیت بارگذاری بستنی تأثیر می گذارد. تحمل های محکم ، تناسب بهتری را تضمین می کنند و هرگونه بازی بین پیچ و مهره یا سوراخ را کاهش می دهد ، که می تواند منجر به غلظت استرس و عدم موفقیت نهایی در زیر بار شود. متناسب با شل می تواند به اتصالات ضعیف تر منجر شود و استحکام کلی مفصل پیچ خورده را کاهش دهد.
4. طول و قطر پیچ:
قطر: قطر پیچ به طور مستقیم با استحکام کششی آن مرتبط است. یک پیچ قطر بزرگتر می تواند بارهای بیشتری را بدون شکستن یا تغییر شکل تحمل کند. این امر به این دلیل است که یک سطح مقطع بزرگتر باعث افزایش ظرفیت بار تحمل پیچ می شود. با این حال ، افزایش قطر همچنین برای حفظ استحکام بالا و جلوگیری از نقاط ضعف احتمالی ، به ویژه در قسمت های نخ ، نیازهای تولید دقیق تری را نیاز دارد.
طول: طول پیچ نیز به استحکام آن کمک می کند. پیچ های طولانی تر مساحت بیشتری را برای تعامل با نخ فراهم می کند و توزیع نیروها را بهبود می بخشد. با این حال ، پیچ های بیش از حد طولانی ممکن است منجر به مشکلات مربوط به کشش نخ یا بیش از حد محکم شود ، که می تواند قدرت مؤثر آنها را کاهش دهد. طول باید به طور مناسب برای برنامه طراحی شود.
5. پیش بارگذاری و تنش:
طراحی پیچ ، به ویژه از نظر هندسه موضوع و سطح سطح ، تأثیر می گذارد که از پیش بارگذاری یا تنش می توان با اطمینان استفاده کرد. پیچ های کشیده به درستی می توانند توزیع بار و مقاومت خود را در برابر شل شدن در بارهای پویا بهبود بخشند. سطح صاف تر و دقیق تر نخ ها بریده می شوند ، پیش بارگذاری می تواند سازگار تر باشد ، که به طور مستقیم قدرت و عملکرد پیچ در کاربرد ساختاری را بهبود می بخشد.
6. خستگی و مقاومت بار چرخه ای:
طراحی نخ و سطح سطح به میزان قابل توجهی در مقاومت پیچ در برابر خرابی خستگی نقش دارد ، که در برنامه های کاربردی در معرض بارهای مکرر یا چرخه ای بسیار مهم است. مشخصات نخ و سطح صاف به درستی طراحی شده و سطح صاف ، پتانسیل ترک ها را برای شروع و انتشار در شرایط بارگذاری پویا کاهش می دهد و باعث می شود که این پیچ در طول زمان در برابر خرابی خستگی مقاوم تر شود .
