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高强度螺栓存在的问题 :寿命短、可靠性差和结构重

点击数:10 发表时间:2021-03-26 11:55:33 高强度螺栓,地脚螺栓,热镀锌螺栓,扭剪螺栓
高强度螺栓存在的问题 :寿命短、可靠性差和结构重
   改革开放以来,中国机械装备制造业一直是国民经济发展的强大动力。在这个阶段,中国的制造业与世界先进水平之间仍然存在很大差距。与工业发达国家的先进水平相比,该行业的整体情况明显不足。工业效率和效率低,单位产值能耗仍然很高。水平巨大,创新能力薄弱。
    长期以来,中国的高强度螺栓寿命短,如可靠性和结构重量差。三大问题严重制约了高端机械设备的发展和安全服务。高强度螺栓决定了高端机械设备的主要连接功能,体现了机械设备的使用寿命、可靠性和经济实惠性,热处理是高强度螺栓的核心。

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  对于出现频度越来越高的“工业4.0”和“第三次工业革命”的议论,我们必须考虑紧固件的未来,思考紧固件在第三次工业革命中的作用。未来10年是我国紧固件业转型升级,从“制造大国”走向“制造强国”的关键时期。
  我国制造业的劳动力的红利时代即将结束,很多发展中国家已接纳了紧固件转移的制造,对我国紧固件行业形成了新的挑战,紧固件行业加快转变经济发展方式成为当务之急。
  1、高强度螺栓的主要失效模式是疲劳
  疲劳是一种在循环应力和应变的重复作用下,螺栓一处或几处发生开裂或断裂的失效形式。疲劳是一个机械损伤累积、延时失效的过程。疲劳包括裂纹萌生和裂纹扩展两个过程,在低于材料的屈服强度下发生,在无明显变形下突然失效。所以,与其它失效形式相比,疲劳是一类最危险的失效形式。
  通常,车辆上的连接螺栓为拉-拉疲劳失效。例如,风力发电机组服役环境复杂而恶劣,既承受动载荷冲击又承受腐蚀环境,所用连接螺栓疲劳断裂高达85%,高强度螺栓的主要失效模式是疲劳。
  2、高强度螺栓“三大问题”源自应力集中敏感
  高强度螺栓普遍选用高强度低合金钢、超高强度钢和高温合金制造。随着高端机械装备发展,高强度螺栓用的合金强度还会不断提高。高强度材料具有高疲劳强度,其重量轻、体积小、长寿命、高可靠。但高强度材料的突出弱点是疲劳强度对应力集中度敏感。
  大量的高强度螺栓疲劳失效分析结果表明,80%以上的疲劳失效源自表面损伤、头杆交接处脱碳、螺纹加工有明显的细小裂缝或切削加工刀痕不连续处和表面腐蚀物、淬火组织不均匀,因为那儿应力集中度高。
  3、高强度螺栓制造的机遇与挑战
  高端机械装备给高强度螺栓制造带来前所未有的发展机遇。不解决“三大问题”便很难达到预期目标,更难说达到国际先进水平。解决“三大问题”需要解决三个层次的问题:一是自主知识产权;二是经济可承受性;三是长寿命、高可靠性、结构减重技术。
  首先,要改变观念,我们必须认识到时间和空间,中国必须发展高端机械制造,掌握关键技术,提升核心竞争力,放弃那些改变修辞修辞的错误词语和错误发达行业技术、市场变化技术的概念,从过去“引入、模仿 - 落后,再引入、模仿......”,粘贴、复制、山寨版产品解放,加快发展紧固件热处理迫在眉睫。
  其次,要充分认识和解决“三大问题”,实现长寿命的高强度螺栓。、高可靠性、结构重量减少是一场革命:   
    1、从高强度螺栓“成型”制造到抗疲劳制造技术革命;解决“有或无”转型为关键高强度螺栓,支持高端机械制造业的可持续发展; 
    2、从指标的最终检查到过程控制的管理革命;
    3、从低技术、被动到高科技、积极从业者质量革命; 5从廉价劳动力、滥用环境和资源到高附加值、人性化、低排放、绿色环保革命。

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