3 螺栓最小破坏扭矩的计算与分析

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1、螺栓最小破坏扭矩的计算与分析0引言按 DIN EN ISO898-7 规定，8.812.9 螺栓最小破坏扭矩扭矩如下，目前标准只给出了M1-M10的要求，具体测试要求见下表：Gwi r)dmmWirKtesE-Bruchdrehmoment AfR nilBi m N m,1)8.BFestigkeitsklasse1299.B109M10,J60Q330.0360,0400.045MHh20.250.CT750,003Q092O.WM1,40.30.13o.u0h14o.wM1,60.350,160rl&0.300,22M20,4Cb370.400.450.50MQ.5Q.45C,B20.9

2、0to1.1阳0.51,5U1,92J0.6祁273,Q3.3M40.73.63,94.49o.s7,68.39.310113141617M712325SB31耐*,2S33364dMS X I38424652MW1.5闵72Bl90MWX1B4能10?114MW X 1,2575911021) Di&se Miriclest-Brijc.fKlr0timo；SGFr155：讎应Hl I匚诞匸工丄1 匚ost rfCZEori601EffE7C5心EOfO抄THf0E09016f篦rcb口如t1.KUE00l5CEES?5it?BtffK?(ri:豌OlESjILfEQE6Z皿E79a6：晰测

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4、miJl.LNIL他丨tit湘12ilWS匸mi J(res79Oil蚓?9IOff&)LIS霭1的101 f“1応1&rCfKH)cuEM阿聊蕊1业1atlfifi(1SEEIonOSF眈1噩丨Op沖城1OflEIF6l 1HiUObp9toei斬101Silot-tfUfiC：9如1ULIOff8 66SffNOEHMM 口 JUVMH3a hJKHsin月II(MAH陀叫寻IM7、TifiiD沁（；vj-r.bOl目0刃阜p曹謹期MWUP 出茸dS 乙 8CH-P 二 Wup q。/巧阖毎一X 餾醐一qo91 申田密瓠/曹一uzgiAi uiiuqo-xuiiugi（荼匚慨斡也摩叵昔拼剌

5、首诲麦哑#田些）U!W|p.9l/ii二uzdM 出茸 u! iu d M u! iu g 丄二 u! iu g |/|【（辱昔 拼防羔早荼匚慨斡荼匚慨斡目半）山皿芒马幫+V剖韓誤回口姐出田密瓠/曹出B半厘7由上表，随着材料强度越高，材料的扭转强度与抗拉强度的比越来越低， 以10.9级M10螺栓螺距P=1为例：obmi n = 1000MPaTBmi n二 Xobmi n=0.791000MPa=790MPa螺距 P=1 ,则其小径为 dim in二 d-1.0825P=10-1.0825=8.9175mmWPmi n二 n/16d3lm in 二n/16(8.9175mm)3故 MBmin二

6、TBminWPmin二790MPan/16(180.34mm)3=109.942Nm而标准中的M10x1,10.9级的最小破坏扭矩为102Nm，和计算数值相差7Nm，这里小编猜测制定标准的人可能考虑到材料性能的分散和测试数据的分散性，并根据经验制定的测试数值，各位读者也可以在留言区留言来讨论计算数值和标准数值的差异原因。按照这个逻辑计算，我们可以计算出更大的螺栓对应的破坏扭矩，计算数值可以作为测试数值的参考。以10.9级M30螺栓为例，其中P=3.5obmi n = 1000MPaTBmi n二 Xobmi n=0.751000MPa=750MPa螺距 P=3.5，则其小径为 dlmin二d-

7、1.0825P=30-1.08253.5=26.21125mmWPmi n二 n/16d3lmi n二 n/16(26.21125mm)3故 MBmin二TBminWPmin二750MPan/16(26.21125mm)3=2650Nm2 破 坏 扭 矩 的 测 试 台 架 和 注 意 事 项测试台架图 1 破坏扭矩测试台架注意事项：(1) 、如无特殊要求，台虎钳夹持长度应大于 1d 的有效长度以上；(2) 、如需工装辅助，工装与样件有效配合长度也应为 1d 以上，且头部不得受力；(3) 、拧断后测量最大扭矩，应符合标准要求；(4) 、查看断裂处，样件不得断裂在头部 R 角及装夹位置，如是断裂

8、在 R 角处即为问题零 件， 断裂在装夹处则是装夹力度过大，螺纹可能已被破坏3 测试曲线 某M6x45,8.8级螺栓的破坏扭矩测试曲线，标准要求13Nm ,测试数值为14Nm，满足 标准要求，从测试曲线来看，螺栓12 Nm 就已经开始屈服，随后转动约150断裂，螺栓 在纯拧的状态，断裂角度一般都较小，如图 2 所示；而螺栓在实际使用过程中，是拉拧组合，主要以拉伸为主，该螺栓实际装配的屈服扭矩为13Nm,而实际装配的拧断扭矩为16Nm ,螺栓的从屈服到拧断的角度约800,远高于拧断的角度，如图3所示。F2 U- arlbJol-BKIl图2 纯拧状态的螺栓（破坏扭矩）Q2DD4 忱SOD BOOAnge (.sumnary) in :1000 1200图3 拉拧状态的螺栓（模拟装配曲线）4 结论1螺栓的最小破坏扭矩可采用MBmin二TBminWPmin进行计算，计算的数值可作为参考。2硬度和抗拉强度关系参见DIN EN ISO18265。3 破坏扭矩测试的螺栓为纯拧状态，受剪切力，正常装配的零件为拉拧组合，屈服至断裂角度一般远高于纯拧状态的零件，具体差异和螺栓长度有一定关系，装配的断裂扭矩也高于纯扭转的断裂扭矩。