Tính chất cơ học

Hầu hết các ứng dụng dây buộc được thiết kế để hỗ trợ hoặc truyền tải một số dạng tải trọng bên ngoài.Nếu độ bền của dây buộc là mối quan tâm duy nhất, thì thường không cần phải xem xét ngoài thép cacbon.Qua

90% tất cả các chốt được làm bằng thép carbon.Nói chung, xem xét chi phí nguyên liệu thô, kim loại màu chỉ nên được xem xét khi có yêu cầu ứng dụng đặc biệt.

Sức căng

Đặc tính cơ học liên quan rộng rãi nhất liên quan đến ốc vít tiêu chuẩn là độ bền kéo.Độ bền kéo là tải trọng do lực căng tối đa mà dây buộc có thể chịu được trước hoặc trùng với sự đứt gãy của nó (xem hình 1).

Tải trọng kéo mà dây buộc có thể chịu được được xác định theo công thức

P = NSNS NS MỘTNS Ví dụ (xem phụ lục cho NSNS và MỘTNS giá trị)

trong đó 3 / 4-10 x 7 ”SAE J429 Lớp 5 HCS

P = tải trọng kéo (lb., N) NSNS = 120.000 psi

NSNS = độ bền kéo (psi, MPa) MỘTNS = 0,3340 sq. In

MỘTNS = diện tích ứng suất kéo (sq. in, sq. mm) P = 120.000 psi x 0,3340 sq. In

P = 40.080 lb.

Đối với mối quan hệ này, cần phải xem xét đáng kể định nghĩa của vùng ứng suất kéo, MỘTNS.Khi một dây buộc ren tiêu chuẩn bị hỏng ở độ căng thuần túy, nó thường bị gãy qua phần có ren (đặc điểm đây là khu vực nhỏ nhất của nó).Vì lý do này, vùng ứng suất kéo được tính

thông qua một công thức thực nghiệm liên quan đến đường kính danh nghĩa của dây buộc và bước ren.Các bảng nêu rõ khu vực này được cung cấp cho bạn trong phần phụ lục.

Tải trọng bằng chứng thể hiện phạm vi độ bền có thể sử dụng đối với một số ốc vít tiêu chuẩn nhất định.Theo định nghĩa, tải trọng bằng chứng là tải trọng kéo tác dụng mà dây buộc phải đỡ mà không bị biến dạng vĩnh viễn.Trong khác

từ đó, bu lông trở lại hình dạng ban đầu sau khi loại bỏ tải trọng.

Hình 1 minh họa mối quan hệ ứng suất-biến dạng điển hình của bu lông khi tác dụng tải trọng căng.Thép có độ đàn hồi nhất định khi nó bị kéo căng.Nếu tải trọng được gỡ bỏ và dây buộc vẫn nằm trong phạm vi đàn hồi, dây buộc sẽ luôn trở lại hình dạng ban đầu.Tuy nhiên, nếu tải trọng được áp dụng làm cho dây buộc được đưa qua điểm chảy của nó, thì bây giờ nó sẽ đi vào phạm vi dẻo.Tại đây, thép không còn khả năng trở lại hình dạng ban đầu nếu loại bỏ tải trọng.Độ bền chảy là điểm tại đó xảy ra hiện tượng kéo dài vĩnh viễn.Nếu chúng tôi tiếp tục áp dụng một tải trọng, chúng tôi sẽ đạt đến điểm tối đa

ứng suất được gọi là độ bền kéo cuối cùng.Quá thời điểm này, dây buộc tiếp tục "cổ" và dài ra

1

hơn nữa với việc giảm căng thẳng.Việc kéo căng bổ sung cuối cùng sẽ làm cho dây buộc bị đứt tại điểm kéo.

Shear Sức lực

Độ bền cắt được định nghĩa là tải trọng tối đa có thể được hỗ trợ trước khi đứt gãy, khi tác dụng ở góc vuông với trục của dây buộc.Tải trọng xuất hiện trong một mặt phẳng ngang được gọi là lực cắt đơn.

Lực cắt kép là tải trọng tác dụng lên hai mặt phẳng mà dây buộc có thể được cắt thành ba mảnh.Hình 2 là

một ví dụ về cắt kép.

Đối với hầu hết các ốc vít có ren tiêu chuẩn, độ bền cắt không phải là một thông số kỹ thuật mặc dù đai xiết có thể được sử dụng phổ biến trong các ứng dụng cắt.Trong khi thử nghiệm cắt đinh tán mù là một quy trình được tiêu chuẩn hóa tốt, yêu cầu một bộ cố định thử nghiệm cắt đơn lẻ, kỹ thuật thử nghiệm của ốc vít có ren cũng không phải

được thiết kế.Hầu hết các quy trình sử dụng bộ cố định cắt kép, nhưng các thay đổi trong thiết kế bộ gá thử nghiệm gây ra sự phân tán rộng trong cường độ cắt đo được.

Để xác định độ bền cắt của vật liệu, tổng diện tích mặt cắt ngang của mặt phẳng cắt là quan trọng.Đối với mặt phẳng cắt qua ren, chúng ta có thể sử dụng vùng ứng suất kéo tương đương (Như).

Hình 2 minh họa hai khả năng đối với tải trọng cắt tác dụng.Một có mặt phẳng cắt tương ứng với phần ren của bu lông.Vì độ bền cắt liên quan trực tiếp đến diện tích mặt cắt ròng, nên

diện tích sẽ dẫn đến độ bền cắt bu lông thấp hơn.Để tận dụng tối đa các đặc tính sức bền, thiết kế ưu tiên sẽ là đặt toàn bộ thân trục trong các mặt phẳng cắt như được minh họa với mối nối ở bên phải.

Khi không đưa ra độ bền cắt đối với thép cacbon thông thường có độ cứng lên đến 40 HRC, 60% độ bền kéo cuối cùng của chúng thường được sử dụng khi có hệ số an toàn thích hợp.Điều này chỉ nên được sử dụng như một ước tính.

Mệt mỏi Sức lực

Một dây buộc phải chịu tải trọng chu kỳ lặp đi lặp lại có thể bị đứt đột ngột và bất ngờ, ngay cả khi tải trọng

dưới độ bền của vật liệu.Dây buộc không thành công trong sự mệt mỏi.Độ bền mỏi là ứng suất tối đa mà dây buộc có thể chịu được trong một số chu kỳ lặp lại quy định trước khi hỏng.

Sức mạnh xoắn

Độ bền xoắn là một tải trọng thường được biểu thị bằng mô-men xoắn, tại đó dây buộc bị hỏng do bị xoắn ra khỏi trục của nó.Vít khai thác và vít đặt ổ cắm yêu cầu thử nghiệm xoắn.

Các tính chất cơ học khác

Độ cứng

Độ cứng là thước đo khả năng chống mài mòn và lõm của vật liệu.Đối với thép cacbon, thử nghiệm độ cứng Brinell và Rockwell có thể được sử dụng để ước tính các đặc tính độ bền kéo của dây buộc.

NSusức mạnh

2