Прочность болта

[hrenata 9]

Разрешите мой спор с коллегой.  Он пропустил болт с напряжениями выше предела текучести в производство. Болт работает при 500 градусах Цельсия. В итоге затяжка потерялась. Мой коллега утверждает, что это ползучесть, тк болт проработал 50 ч. Я считаю, что болт банально потек. Он говорит, что прочитал в Биргере, что болты , работающие при высоких температурах надо периодически дозатЯгивать из за ползучести. Мой начальник верит моему коллеге. Я знаю про ползучесть, но тут была допущена пластика! Так нельзя же. И теперь мой коллега говорит, что такой болт сейчас упрочнился просто и его можно подзатянуть и всё, больше пластики не будет. Я считаю, что соединение нужно перепроектировать. Вопрос из разряда, скажите я дурак? Или нет?

[hrenata 9]

20 часов назад, Bonus сказал:

То о чем вы пишете это модель материала билинейная идеально пластическая. Но таких в жизни нет, тем более для болтов которые подкалены. Это в "заборных" сталях типа Ст3 будет площадка текучести которую рисуют на лекции и обозначают СИГМА_Т. В действительности Вы берете даже не Т, а 0.2 и для материалов у которых 80% эта текучесть от временного. Т.е после СИГМЫ_0,2 не будет как таковой площадки текучести, а будет завал и пластические остаточные деформации. Т.е. в любом случае, по достижении СИГМА_0,2 дальнейшее нагружение будет все равно под сопротивлением.

И все таки я не успокоилась, посмотрела лабораторную работу по затяжке болтов класса 8.8. Затягивали болты моментами с шагом, увеличивая. И там при достижении предела текучести затяжка в соединении начала падать.  Но это без внешней нагрузки. 

Изменено 29 июня 2023 пользователем hrenata

[Bonus 70]

1 час назад, hrenata сказал:

И все таки я не успокоилась, посмотрела лабораторную работу по затяжке болтов класса 8.8. Затягивали болты моментами с шагом, увеличивая. И там при достижении предела текучести затяжка в соединении начала падать.  Но это без внешней нагрузки. 

Что касается физики процесса и площадки текучести почитайте про shakedown на этом основана работа в пластике в диапазоне 2*сигма текучести или 3S (допускаемое = текучесть/1,5). Конечно есть разница в том, что 3S допускаемый диапазон применяется к изгибному напряжению, а у нас главное (т.е. по всему сечению). Но мы говорим о физике процесса, если ли повышение прочности после точки текучести.

Что касается болта, то там все сложнее, так как уже было замечено, болт это не стержень и там напряжения сильно неравномерные и концентрации в резьбе, и концентрации под головкой болта. Поэтому, говорить о том что там не превышено напряжение текучести достаточно сильно, а не немного нельзя. Даже небольшая затяжка приведет к концентрации в зоне впадин между зубьев, да и что с ней потом делать. Ну получили мы максимум стресс который уже не к текучести близок, а к временному. Вам об этом говорили на лабораторной работе?

Поэтому, еще раз рекомендую, не пытаться считать болты на прочность детально, методом FEA. Болты надо принимать как покупное изделие с заданными характеристиками. Есть методички по их затяжке. Все что можете делать это построить упрощенно болт как стержень и моделировать пред затяжку и его жесткость в модели. Но здесь тоже есть подводные камни, это трение в резьбе и под гайкой, которое в большом диапазоне, это неравномерность затяжки. Поэтому, ваш проект должен быть с хорошем запасом.

И если в вашей компании принято так затягивать болты и потом подтягивать их, то пусть так оно и будет, главное что бы это не привело к аварии потом.

---

Еще раз, когда вам кто то на лабораторной говорит, что в болте такие то напряжения, большой вопрос как эти напряжения он получил. Скорее всего без учета концентраций, которые там весьма приличные. Посмотрите в сети картинки с напряжениями в резьбе, под головкой болта и в резьбе на первых витках в гайке и сравните с напряжениями в середине стержня.

Изменено 29 июня 2023 пользователем Bonus

[статист 609]

Скажите, пожалуйста, это после одного цикла нагружения затяжка падает?
Еще скажите, пожалуйста, динамические нагрузки на болт отсутствуют?

[vik_q 138]

14 часов назад, статист сказал:

Скажите, пожалуйста, это после одного цикла нагружения затяжка падает?
Еще скажите, пожалуйста, динамические нагрузки на болт отсутствуют?

Я бы попросил ссылку на лабораторную работу. Если ее, конечно, в сети показывали

@hrenata?

 

Изменено 30 июня 2023 пользователем vik_q

[hrenata 9]

30.06.2023 в 09:43, vik_q сказал:

Я бы попросил ссылку на лабораторную работу. Если ее, конечно, в сети показывали

@hrenata?

 

Канал под названием Юрий Федосеев на ютубе

[hrenata 9]

29.06.2023 в 12:52, Bonus сказал:

Что касается физики процесса и площадки текучести почитайте про shakedown на этом основана работа в пластике в диапазоне 2*сигма текучести или 3S (допускаемое = текучесть/1,5). Конечно есть разница в том, что 3S допускаемый диапазон применяется к изгибному напряжению, а у нас главное (т.е. по всему сечению). Но мы говорим о физике процесса, если ли повышение прочности после точки текучести.

Что касается болта, то там все сложнее, так как уже было замечено, болт это не стержень и там напряжения сильно неравномерные и концентрации в резьбе, и концентрации под головкой болта. Поэтому, говорить о том что там не превышено напряжение текучести достаточно сильно, а не немного нельзя. Даже небольшая затяжка приведет к концентрации в зоне впадин между зубьев, да и что с ней потом делать. Ну получили мы максимум стресс который уже не к текучести близок, а к временному. Вам об этом говорили на лабораторной работе?

Поэтому, еще раз рекомендую, не пытаться считать болты на прочность детально, методом FEA. Болты надо принимать как покупное изделие с заданными характеристиками. Есть методички по их затяжке. Все что можете делать это построить упрощенно болт как стержень и моделировать пред затяжку и его жесткость в модели. Но здесь тоже есть подводные камни, это трение в резьбе и под гайкой, которое в большом диапазоне, это неравномерность затяжки. Поэтому, ваш проект должен быть с хорошем запасом.

И если в вашей компании принято так затягивать болты и потом подтягивать их, то пусть так оно и будет, главное что бы это не привело к аварии потом.

---

Еще раз, когда вам кто то на лабораторной говорит, что в болте такие то напряжения, большой вопрос как эти напряжения он получил. Скорее всего без учета концентраций, которые там весьма приличные. Посмотрите в сети картинки с напряжениями в резьбе, под головкой болта и в резьбе на первых витках в гайке и сравните с напряжениями в середине стержня.

Я веду речь о статической прочности только стержня болта. Причем тут концентраторы на витках? Почему вы считаете, что я не видела никаких картинок? А знания про напряжения на первом витке доступны только избранным, по вашему?

 В лабораторной работе (раз уж вы интересуетесь) мужчина (по виду препод)  затягивал болт до усилия затяжки, которое по среднему диаметру резьбы, по расчету, вызывает напряжение равное пределу текучести. Усилие натяжения измерялось аналогом прибора скидмора (пересчитывалось через давление). Также измерялись перемещения болта. При затЯжке, которая плюс минус соответствовала пределу текучести усилие натяжения болта упало, но конечно не в ноль. 
Вопрос был в другом, ну мой первоначальный, он был задан криво и косо, но все же. В расчете болт потек по средним напряжениям в СТЕРЖне (не в витках, не под головкой), с учётом характеристик и физических и механических и всех возможных. Затяжка упала, это ползучесть виновата или текучесть. Было 500 градусов, 50 часов.  Вашу позицию, что болт может работать выше предела текучести, сохраняя натяжение, я уяснила. Отправите опять читать?)) 
И последнее, я знаю, что считать резьбовые соединения надо по нормам: сосуды и аппараты, пнаэ, есть ещё  рд. Вопрос был не в этом. 
 

[AlexKaz 1 822]

5 минут назад, hrenata сказал:

Затяжка упала, это ползучесть виновата или текучесть.

Или. Почему Вы не смотрите на температуру, КЛТР и температурные деформации?

9 часов назад, hrenata сказал:

Канал под названием

Предлагает искать именно этот болт во всех видео? =) Интересный подход.

[hrenata 9]

1 час назад, AlexKaz сказал:

Или. Почему Вы не смотрите на температуру, КЛТР и температурные деформации?

Кто вам это сказал? Ну вот как из моих сообщений ясно, что температурное расширение и связанные с этим явления не учтены? Учтены и температурные расширения и коэффициенты линейных расширений стягиваемых деталей и непосредственно болта.  

 

1 час назад, AlexKaz сказал:

Предлагает искать именно этот болт во всех видео? =) Интересный подход.

Видео называется: болтовое соединение, правильная сборка.  Не думала, что кому то интересно будет смотреть. Как я поняла, тут людям главное закрыть педагогический гештальт) 
 

[hrenata 9]

55 минут назад, hrenata сказал:

 

 

Видео называется: болтовое соединение, правильная сборка.  Не думала, что кому то интересно будет смотреть. Как я поняла, тут людям главное закрыть педагогический гештальт) 
 

Блин, нет там у него резьба потекла. Извините за ввод в заблуждение, из за ускоренного просмотра, это я про канал с лабораторной работой. Так что можете там не искать и не смотреть.  
 

Изменено 3 июля 2023 пользователем hrenata

[vasillevich68 699]

1 час назад, hrenata сказал:

Видео называется:

13 минут назад, hrenata сказал:

Так что можете там не искать и не смотреть.

Да уж поздно, посмотрел я этот бред 

Чего он там намалевал??? Что его индикатор измерял???

   

 

[hrenata 9]

1 минуту назад, vasillevich68 сказал:

Да уж поздно, посмотрел я этот бред 

Чего он там намалевал??? Что его индикатор измерял???

   

 

Ну лааадно, вы придираетесь) работу болта он отразил нормально. Всё-таки растяжение болта не равно испытанию гладкого образца. Но я уже сказала, что это видео тут не к месту, и даже извинилась.

[vasillevich68 699]

4 минуты назад, hrenata сказал:

Всё-таки растяжение болта не равно испытанию гладкого образца.

То есть, Вы считаете, что болт, в отличии от испытательного образца будет бесконечно растягиваться, при этом сохраняя прочность?

[hrenata 9]

1 минуту назад, vasillevich68 сказал:

То есть, Вы считаете, что болт, в отличии от испытательного образца будет бесконечно растягиваться, при этом сохраняя прочность?

Где я это сказала?) я пояснила, что там разрушилась резьба, этот пример здесь ни к чему. Собственно скорее всего этим и объясняется странный график перемещений.  На канале «крепёж мировых производителей» есть видео «какой вес выдержат болты разного класса прочности». Вот там нормальные испытания на разрыв с измерением силы.  С достижением предела текучести сила упала.  

 

[AlexKaz 1 822]

Вы сами эксперимент проводили? Зачем все эти видосы?

[hrenata 9]

Только что, AlexKaz сказал:

Вы сами эксперимент проводили? Зачем все эти видосы?

Можно я не буду все пересказывать. У меня был вопрос, про то что у болта потерялась затяжка после 1 цикла нагрузки (500 гр, 50 ч). В расчете напряжения превысили предел текучести. У меня спор с коллегой. Он считает, что это ползучесть, а я считаю что текучесть. Было мнение, что такая эксплуатация допускается и усилие на болте не пропадает значительно, даже в этой теме, и что болт даже упрочняется. Это породило во мне сомнения, тк все нормы рд, пнаэ, сосуды и аппараты не допускают превышение предела текучести. Вот откуда ноги растут - это если коротко.

[Bonus 70]

1 час назад, hrenata сказал:

Можно я не буду все пересказывать. У меня был вопрос, про то что у болта потерялась затяжка после 1 цикла нагрузки (500 гр, 50 ч). В расчете напряжения превысили предел текучести. У меня спор с коллегой. Он считает, что это ползучесть, а я считаю что текучесть. Было мнение, что такая эксплуатация допускается и усилие на болте не пропадает значительно, даже в этой теме, и что болт даже упрочняется. Это породило во мне сомнения, тк все нормы рд, пнаэ, сосуды и аппараты не допускают превышение предела текучести. Вот откуда ноги растут - это если коротко.

Посмотрите последнее видео и посчитайте. Болты М8 характерное сечение в резьбе 36,59мм2. Если исходить из класса прочности то усилие ПРЕДЕЛ ПРОЧНОСТИ/ТЕКУЧЕСТИ для 5,8=>18,3/14,64кН и для 8,8=>29,3/23,44кН далее если это можно сказать для болта на площадку текучести они выходят 5,8=>24,5кН и 8,8=>31,6кН т.е. до завала. Здесь надо иметь ввиду, мы имеем ввиду не действительную текучесть а завал кривой УСИЛИЕ/ПЕРЕМЕЩЕНИЕ так как напряжения в болте разные в резьбе и в центре. Т.е. если мы посчитаем прочность болта по напряжению текучести, то усилие это будет почти в ДВА раза ниже чем реальное усилие завала усилия работы болта.

[vasillevich68 699]

20.06.2023 в 10:36, hrenata сказал:

Он говорит, что прочитал в Биргере, что болты , работающие при высоких температурах надо периодически дозатЯгивать из за ползучести.

 А не могли бы Вы попросить своего коллегу, указать название источника и страницу на которой это написано

В имеющемся у меня Биргере, я не нашел таких рекомендаций 

[Fedor 1 597]

https://lib-bkm.ru/load/12-1-0-2563   Тут можно посмотреть влияние температуры на резьбовые соединения стр 59 и стр 158-160 ... 

[статист 609]

1 час назад, Fedor сказал:

https://lib-bkm.ru/load/12-1-0-2563   Тут можно посмотреть влияние температуры на резьбовые соединения стр 59 и стр 158-160 ... 

 

Ну получается все таки в ползучести дело (стр. 161, рисунок 54). Интересно =)

@hrenata, коллега Ваш всё верно говорил.

 

 

 

 

[Maik812 289]

2 часа назад, Fedor сказал:

 Тут можно посмотреть влияние температуры на резьбовые соединения

 

55 минут назад, статист сказал:

Ну получается все таки в ползучести дело (

 

03.07.2023 в 11:11, Bonus сказал:

Посмотрите последнее видео и посчитайте. Болты М8 характерное сечение в резьбе 36,59мм2. Если исходить из класса прочности то усилие ПРЕДЕЛ ПРОЧНОСТИ/ТЕК

 

03.07.2023 в 09:55, hrenata сказал:

Можно я не буду все пересказывать. У меня был вопрос, про то что у болта потерялась затяжка после 1 цикла нагрузки (500 гр, 50 ч). В расчете напряжения превысили предел текучести. У меня спор с коллегой. Он считает, что это ползучесть, а я считаю что текучесть. Было мнен

В двух словах, интересующих этой темой. Можем создать датчик который сигнализирует о изменении затяжки и по сути "потекший" болт будем диагностировать.

Если интересная тема, то можно и гранд получить, было бы желании приобрести его и применять..

Жду ответов или интересующих такой системой. Да и бракованные и дефектные детали/болты тоже определяет система.

 

П.С. Пока по лопаткам пытались делать, для диагностики быстрой по скрытым дефектам, текучести, колленности  и трещинам.