Les boulons sont des pièces à encoches multiples typiques, et leurs performances en fatigue seront considérablement affectées par divers facteurs tels que la structure, la taille, le matériau et le processus de fabrication des boulons. La résistance à la fatigue est généralement nettement inférieure à celle des parties entaillées du même matériau. En plus du filetage, les parties faibles qui affectent les performances de fatigue du boulon comprennent la transition entre le filetage et la tige et le congé de transition entre la tête de boulon et la tige. En raison de changements soudains de section, il y a également une forte concentration de contraintes dans ces positions. Ici, nous énumérons 10 facteurs qui affectent les caractéristiques de fatigue des boulons: 1. Qualité de surface du filetage

La rugosité de surface du filetage a un grand impact sur la durée de vie en fatigue du boulon. Par exemple, lorsque le filetage est un boulon en acier M6-1.040CrNiMo, lorsque la rugosité est réduite de 0,08 à 0,16 à 0,63 à 1,35, la résistance à la fatigue est réduite de 33%; Lorsqu'elle est de 0,16 à 0,32, la résistance à la fatigue diminue de 21%.
    2.Effet du processus de laminage des filetages

   Le filetage laminé produira une couche de renforcement de la déformation et une contrainte de compression résiduelle élevée, ce qui jouera un rôle important dans la prévention de l'initiation et de la propagation précoce des fissures de fatigue; Dans le même temps, il réduira également la rugosité de surface de la vallée, ce qui est bénéfique pour améliorer la résistance à la fatigue des boulons. Amélioration. Mais si le traitement thermique est effectué après le laminage de la ligne, les avantages ci-dessus disparaîtront. Par conséquent, dans la perspective d'améliorer les performances de fatigue des boulons, le filetage doit être laminé après traitement thermique. Mais il y a encore un problème à l'heure actuelle, qui est que les boulons, en particulier les boulons à haute résistance, ont généralement une dureté plus élevée après traitement thermique, ce qui réduit la durée de vie du moule de laminage. De plus, si la qualité de laminage du filetage n'est pas assez bonne, des microfissures ou des écaillages similaires à la fatigue de contact apparaissent à la surface ou à la racine du filetage, et l'effet de l'amélioration des performances de fatigue du boulon n'est pas évident, et même les performances de fatigue seront réduites.

3. Distance entre la face d'extrémité de l'écrou et le filetage

Les essais ont montré que plus la surface de l'écrou était proche de la position du filetage, plus tôt le boulon se rompait. En effet, la position du filetage du boulon est généralement la partie la plus rugueuse du processus de laminage et il y a une grande concentration de contraintes. La contrainte du premier filetage de la paire de boulons est la plus concentrée, et rapprocher le premier filetage de la position d'enfilage entraînera une diminution de la résistance à la fatigue. Par conséquent, la distance entre la première boucle de la paire de boulons et le filetage est supérieure à 2 boucles, ce qui éliminera ce danger caché. IV. FORME ET DIMENSIONS DU FIXE
   Lorsque le boulon est contraint, une concentration de contrainte se produit au niveau de la vallée filetée, dont l'ampleur dépend largement de la forme de la vallée. Modifiez la forme de la vallée, par exemple, plus la rainure de la vallée du filetage est lisse, plus la concentration de contraintes est faible et plus la résistance à la fatigue est élevée. En général, la résistance à la fatigue des filetages à fond plat est la plus faible. Si les vallées à fond plat sont remplacées par des vallées rondes, la résistance à la fatigue des boulons peut être augmentée. La taille du boulon affecte également les performances en fatigue: plus le diamètre est grand, plus la résistance à la fatigue est faible; En va de même pour les filetages de boulons.

5. Fissure au fond de la tête de vis

Les fissures de fatigue commencent habituellement à la base du filetage, mais souvent aussi à la base de la tête de vis. L'apparition de fissures à la base de la tête de vis est généralement causée par une conception incorrecte du diamètre de l'arc de transition de la tête de vis (un diamètre incorrect de l'arc de transition provoque une concentration de contraintes) ou par le montage du boulon sur un support incliné. Un petit angle entre la tête du boulon et le support (qui peut également être compris comme la face d'extrémité de l'écrou) peut avoir un impact négatif incommensurable sur la résistance à la fatigue.

6. Répartition des contraintes
Les contraintes sur l'écrou sont inégalement réparties et une grande partie de la charge est en fait portée par les premiers boutons. Par conséquent, une grande fatigue de la paire de boulons s'est produite dans les première et deuxième attaches de la tête d'écrou. Par conséquent, nous pouvons voir que l'amélioration des boutons qui répartissent uniformément les contraintes dans la combinaison de paires de boulons augmentera la résistance à la fatigue.

VII. Défauts métallurgiques de l ' acier

Certains boulons ne sont pas usinés après le refoulement à froid ou l'étirage à froid, de sorte que les défauts de surface de la matière première restent à la surface de la pièce finie.
La couche fortement décarburée sur la surface du boulon est une zone faible dessus. Pendant le processus de laminage du filetage après frappe à froid, en raison de la grande déformation de la surface de l'acier, la majeure partie de la couche décarburée sera extrudée dans la zone supérieure du filetage. La résistance et la dureté de cette couche décarburée sont très faibles, elle est donc très sujette à une rupture d'usure et de déclenchement (filetage cisaillé), et elle est très facile à devenir une source de fissures de fatigue, provoquant une rupture précoce de la fatigue.

8. Amélioration de la répartition des contraintes du filetage de la paire de boulons

L'amélioration de la répartition des contraintes entre les filetages de la paire de boulons peut augmenter la durée de vie en fatigue de la paire de Des études ont montré que la modification de la morphologie de l'écrou peut également atteindre cet objectif. Une fente sur la face d'extrémité de l'écrou en contact avec le support augmente la durée de vie en fatigue de 25%. Cette amélioration est particulièrement adaptée aux boulons de grande taille. Bien sûr, il existe d'autres méthodes pour rendre la répartition des contraintes de la combinaison boulon-écrou plus uniforme, telles que: remplacer le matériau de l'écrou par un autre matériau pour rendre son module élastique différent du boulon; Autre exemple: les filetages des boulons et des écrous sont fabriqués à différents pas; Alternativement, utilisez des fils pointus.

IX. Fixation des boulons à la précontrainte de conception

Dans de nombreux cas, l'un des moyens les plus efficaces d'augmenter la durée de vie en fatigue des paires de boulons est de serrer les boulons à la précontrainte de conception. Habituellement, un boulon fixé en place ne peut supporter que 5% (ou moins) de la charge dynamique. Par conséquent, les paires de boulons fixés en place sont très résistantes aux charges de fatigue. En effet, la charge alternée agissant sur le boulon est faible, de sorte que la contrainte alternée générée à l'intérieur du boulon est également faible, généralement bien en dessous de la limite que le boulon peut supporter. Neuf des dix causes de rupture par fatigue sont dues au fait que la précontrainte du boulon n'a pas atteint sa valeur nominale, ce qui a exposé le boulon à la contrainte du moment de flexion, ce qui a entraîné une rupture précoce.