螺栓疲勞應(yīng)力分析

螺栓在裝配緊固后，受到拉-拉交變載荷時，外表面應(yīng)力遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于心部應(yīng)力，疲勞裂紋形核大多數(shù)發(fā)生在應(yīng)力集中或危險截面的頭下圓角處、細(xì)桿處、螺紋底徑等表面，這些地方原材料冶金缺陷或加工缺陷是疲勞裂紋形核擇優(yōu)位置，疲勞裂紋有時也會在亞表面冶金缺陷如夾雜疏松處形核。

螺栓在扭轉(zhuǎn)應(yīng)力作用下產(chǎn)生緊固作用而受拉應(yīng)力，如果扭轉(zhuǎn)應(yīng)力過大，在危險截面處或應(yīng)力集中處萌生微裂紋，扭轉(zhuǎn)應(yīng)力太大會使螺栓過載發(fā)生塑性扭斷或脆斷；或者，微裂紋在拉-拉交變應(yīng)力作用下，裂紋擴(kuò)展，最后疲勞破斷。

 螺栓和螺母緊固時的受力分析

通過緊固件把物件用螺栓和螺母進(jìn)行緊固，通常采用扭轉(zhuǎn)力把螺母擰緊。扭轉(zhuǎn)螺母使螺栓發(fā)生緊固作用，螺栓會因受力而發(fā)生微量變形，螺栓抵抗變形而產(chǎn)生軸向力，這個軸向力產(chǎn)生緊固和固定部件的作用。

扭轉(zhuǎn)螺母使螺栓斷裂所需的力與用拉力機(jī)把螺栓拉斷所需的載荷不同，扭轉(zhuǎn)螺母時，使螺栓斷裂的力較小，約為抗拉力的80﹪左右，這是由于在螺栓的牙底添加了因扭轉(zhuǎn)而引起的剪切應(yīng)力的原因。在使用中，螺母基本上受壓應(yīng)力和扭轉(zhuǎn)摩擦力，絕大多數(shù)情況都是螺栓（螺釘）壞了，螺母還是好的，因此，螺母與配套使用的螺栓相比，一般情況要低一個強(qiáng)度級別。

對自鎖螺母，除壓應(yīng)力、摩擦力外還受到螺栓擰入的作用力，緊固時，螺母收口端短軸受拉應(yīng)力，長軸受壓應(yīng)力。