提高螺栓连接强度：基本技巧
正在寻找提高螺栓连接强度的方法？无论您是经验丰富的工程师还是 DIY 爱好者，了解影响螺栓接头耐用性和可靠性的因素都很重要。
在这篇内容丰富的文章中，我们将探讨五个关键策略，以增强载荷分布、减少应力集中和提高螺栓连接的疲劳强度。从创新的螺母设计到先进的制造技术，我们将涵盖您需要了解的一切，将您的螺栓接头提升到新的水平。
那么，喝杯咖啡，让我们开始吧！
01我改善了线程之间的负载分配
当使用标准螺母时，轴向载荷的分布不一致。
如图 1(a) 所示，第一个螺纹上的载荷在螺母的承载表面上最高，然后逐渐减小。
理论分析和实验表明，匝数越多，载荷分布不均匀就越明显。第 8 圈到第 10 圈后，螺纹基本上不再承受任何负载。
因此，较厚、圈数较多的螺母并不能增强连接强度。
如果采用图1(b)中的拉紧螺母，螺母和螺栓杆的锥形安装段会发生拉伸变形，这有助于减小螺母和螺栓杆之间的螺纹力矩差，使载荷分布更加一致。
图1（c）所示为环形槽螺母，其作用与安装螺母类似。
02消除或减少附加应力
由于不良的设计、生产或安装实践，螺栓可能会承受额外的弯曲应力（如图 2 所示），这会显着影响其疲劳强度，应避免。
例如，当在铸件或锻件等粗糙表面上安装螺栓时，通常采用凸台或沉头座等结构来在切割后提供平坦的承载表面（如图3所示）。
03 R减少应力集中
螺纹根部以及螺栓头与杆体的连接处是应力集中点，容易发生断裂。
螺纹根部的应力集中对螺栓的疲劳强度有显着影响。
可以通过增大螺纹根部圆角半径、在螺栓头过渡区加圆角（如图4（a）所示）或切削卸载槽（如图4（a）所示）等方法来减少应力集中。 b) 和 4(c))。
04 R减小应力幅度
当螺栓最大应力一定时，疲劳强度越高，应力幅越小。
在相同的工作载荷和残余预紧力的情况下，降低螺栓的刚度或增加连接件的刚度可以减小应力幅（如图5所示），但需要增加预紧力。
降低螺栓刚度的方法包括：适当延长螺栓长度、部分减小螺栓直径或制造空心结构，例如柔性螺栓。
安装在螺母下方的弹性元件（如图6所示）也可以用作柔性螺栓。
柔性螺栓变形能力高、能量吸收能力强，非常适合应对冲击和振动。
为了增强连接系统的刚度，不建议使用低刚度的垫片。相反，最好使用密封环进行密封连接，如图 7 所示。
05改进制造工艺
生产工艺显着影响螺栓的疲劳强度，特别是高强度钢螺栓。
螺纹滚压时，冷作硬化的作用导致表层残余压应力，金属组织得到优化，螺栓的疲劳强度优于车削。
碳氮共渗、渗氮、喷丸等方法可以提高螺栓的疲劳强度。