رفتن به مطلب

شکست مکانیکی بولت و مهره ( پیچ و مهره)


rkiahoseyni

پست های پیشنهاد شده

  • مقالات

مقدمه:
سه حالت متداول خرابی مجموعه های پیچ و مهره تحت کشش وجود دارد: شکستگی پیچ، شکست رزوه پیچ و شکست رزوه مهره. از این به بعد، دو حالت شکست آخر هر دو به عنوان شکست thread نشان داده می شوند. این مقاله نشان می دهد که استفاده از پیچ و مهره های نیمه به جای رزوه کامل در اتصالات ممکن است احتمال شکست رزوه را افزایش دهد. این حالت شکست نسبت به شکست پیچ انعطاف پذیری کمتری دارد و بنابراین به طور کلی مطلوب نیست. یکی دیگر از جنبه های مهم مورد اشاره این است که شکست رزوه اولیه ممکن است در هنگام سفت شدن بیش از حد مجموعه های پیچ در حین نصب سازه شناسایی نشود، زیرا این یک فرآیند شکست تدریجی است. بنابراین، ساختار مونتاژ شده ممکن است با اتصال دهنده های ضعیف شده یا تا حدی شکست خورده سرویس دهد.

image.jpeg.54a4bb69bce06e0c08c6f9a1730c508c.jpeg

 

استاندارد مربوط به بولت و مهره:
استاندارد ISO 898-2: خواص مکانیکی اتصال دهنده های ساخته شده از فولاد کربنی و فولاد آلیاژی بیان می کند که شکست پیچ و مهره، حالت شکست در نظر گرفته شده مجموعه های پیچ و مهره با مهره های معمولی است. بعلاوه، سایر مراجع تاکید می کنند که بست های رزوه ای که تحت کشش قرار می گیرند باید در اثر شکستگی پیچ و مهره از بین بروند و نه در اثر شکست رزوه. با وجود این، به نظر می رسد شکست رزوه در آزمایش های مخرب اتصالات پیچ یک پدیده تکرار شونده است. علاوه بر این، گریزمو و همکاران آزمایشاتی را بر روی اتصالات صفحه انتهایی پیچ شده انجام دادند. نتایج نشان داد که در آن حالت شکست مورد نظر تغییر شکل خمشی صفحه انتهایی همراه با شکستگی پیچ کششی به وجود می آید. گشتاور در مقابل چرخش منحنی‌های اتصال از دو آزمایش شبه استاتیک تکراری، که در آن یک مهره در هر پیچ در یک آزمایش و دو مهره در آزمایش دیگر استفاده شد، تعیین شد. استفاده از یک مهره منجر به شکست رزوه شد، در حالی که دو مهره منجر به شکستگی پیچ شد. علاوه بر این، دو مهره تقریباً 10٪ افزایش در حداکثر ممان اتصال اندازه گیری شده و 130٪ افزایش در چرخش اتصال با شروع شکست پیچ ایجاد کردند. در این مورد، واضح است که شکستگی پیچ ترجیح داده می شود. توجه داشته باشید که اتصالات صفحه انتهایی بطور معمول به گونه ای طراحی شده اند که اتصالات فقط با خم شدن صفحه انتهایی از بین می روند و نه با شکستگی پیچ.

عوامل شکست بولت و مهره:
حالت خرابی مجموعه های پیچ و مهره تحت بارگذاری کششی توسط عوامل متعددی مانند هندسه و ابعاد (به عنوان مثال، سطح مقطع پیچ، ابعاد رزوه، و طول درگیری رزوه)، خواص مکانیکی پیچ و مهره و مواد مهره و طول ساقه پیچ واقع در طول دستگیره تعیین می شود. این طول ها به همراه طول درگیری با رزوه تعریف شده اند که به دلیل وجود کانتر سینک در دو طرف مهره کمی کوتاهتر از ارتفاع مهره است.
چالش اصلی تحقیقات، بررسی چگونگی تاثیر طول رزوه بر رفتار کششی مجموعه‌های پیچ و مهره، به ویژه از نظر حالت شکست است. مطالعات کمی در مورد این موضوع در مراجع و منابع وجود دارد. تروپ و همکارانش هر دو آزمایش کشش مستقیم و گشتاوری را بر روی مجموعه های پیچ و مهره ASTM A490 انجام دادند. آن‌ها در هنگام کاهش، موارد بیشتری از شکست رزوه را در مجموعه‌های پیچ مشاهده کردند، اما توضیح قابل توجهی برای این نتیجه ارائه نکردند. الکساندر به طور خلاصه توضیح داد که چگونه تعداد کمی از رزوه ها در دستگیره، به عنوان مثال، طول رزوه کوتاه، ممکن است باعث کنده شدن نخ به دلیل وقوع گردن پیچ در نزدیکی رزوه های درگیر شود. متأسفانه او نتیجه ای از مطالعات تجربی ارائه نکرد. اخیراً، Fransplass و همکاران رفتار میله های رزوه ای را در نرخ کرنش بالا مورد مطالعه قرار دادند. آنها مشاهده کردند که کاهش تعداد رزوه ها در طول گرفتن، حالت شکست را از شکست ساقه به شکست نخ، هم در آزمایش ها و هم در شبیه سازی های عددی، تغییر می دهد. میله‌ها در سوراخ‌های رزوه‌دار در میله‌هایی با استحکام بسیار بالاتر پیچ می‌شوند، که عملاً هیچ تغییر شکلی در طول آزمایش‌ها تجربه نمی‌کنند. بنابراین، کار فرانسپلاس و همکاران اثرات تغییر شکل رزوه داخلی و اتساع مهره، به عنوان مثال، جابجایی شعاعی به سمت بیرون مهره را در بر نداشت.
توجه داشته باشید که مراجع موجود از نظر تأثیر طول رزوه روی حالت شکست مبهم است. آمرین و سوانسون هنگامی که مجموعه های پیچ و مهره ASTM A325 را با تعداد متفاوتی از رزوه ها در دستگیره آزمایش کردند، تنها شکستگی پیچ را تجربه کردند. با این وجود، طبق دانش ما، هیچ نشریه ای در علوم مختلف هدف بررسی چگونگی تأثیر طول رزوه ای بر حالت شکست در مجموعه های پیچ و مهره نیست. 

گردآورنده: سید رحیم کیاحسینی
 

لینک به دیدگاه
به اشتراک گذاری در سایت های دیگر

به گفتگو بپیوندید

هم اکنون می توانید مطلب خود را ارسال نمایید و بعداً ثبت نام کنید. اگر حساب کاربری دارید، برای ارسال با حساب کاربری خود اکنون وارد شوید .

مهمان
ارسال پاسخ به این موضوع...

×   شما در حال چسباندن محتوایی با قالب بندی هستید.   حذف قالب بندی

  تنها استفاده از 75 اموجی مجاز می باشد.

×   لینک شما به صورت اتوماتیک جای گذاری شد.   نمایش به صورت لینک

×   محتوای قبلی شما بازگردانی شد.   پاک کردن محتوای ویرایشگر

×   شما مستقیما نمی توانید تصویر خود را قرار دهید. یا آن را اینجا بارگذاری کنید یا از یک URL قرار دهید.

×
×
  • ایجاد مورد جدید...

اطلاعات مهم