L'équipement fonctionne dans un environnement hostile avec une grande différence de température entre le jour et la nuit ou dans des conditions de grande différence de température avant et après le démarrage,et les performances de serrage des boulons et des trous de vis seront considérablement affectées en raison de l'expansion thermique et de la contraction à froidSurtout pour le scénario d'application du trou à vis à paroi mince, la différence du coefficient de dilatation thermique du matériau détermine directement le changement de la force de fixation.Cet article commencera par l'influence de la différence de température sur la force de serrage du boulon et du trou de vis, analyser le mécanisme de la différence de dilatation thermique et proposer la conception et la sélection des matériaux pour s'adapter à l'environnement de différence de température.

1Le mécanisme d'influence de la différence de température sur les boulons et les trous de vis

Dans un environnement de différence de température, le coefficient de dilatation thermique de chaque composant de l'équipement est différent,et les boulons et les trous de vis produiront des contraintes supplémentaires en raison de l'incohérence du degré d'expansion ou de rétrécissementLes principaux mécanismes sont décrits comme suit:

1.1 Changement de contrainte causé par la différence de dilatation thermique

La différence de coefficient de dilatation thermique des différents matériaux peut entraîner le déplacement relatif entre les boulons et les trous de vis,qui provoque un changement ou un relâchement de la force de prétention.

Lorsque la différence de température entre le jour et la nuit est importante, le taux de chauffage ou de refroidissement de l'équipement n'est pas constant,qui peut entraîner une répartition inégale des contraintes dans le trou de vis et affecter la stabilité de la force de fixation.

1.2 Concentration du stress thermique

Avant et après le démarrage de l'équipement, la contrainte thermique est concentrée dans les zones locales en raison du changement soudain de la différence de température,qui est particulièrement défavorable pour la force de serrage des boulons et des trous de vis:

La racine du fil est la zone de concentration des contraintes, et l'expansion à haute température peut provoquer l'expansion de la microcraque du matériau.

Les trous à vis à paroi mince sont plus susceptibles de perdre la fermeté de la coordination du fil en raison de la déformation locale causée par la différence de température.

2- Impact spécifique de la différence de température sur la force de serrage

2.1 Augmentation ou diminution de la force de serrage

Lorsque le boulon s'étend plus vite que le trou de vis, la force de fixation augmente, ce qui peut entraîner la glissade du boulon ou le rendement local du matériau.

Lorsque le taux de contraction du boulon est plus rapide que le trou de vis, la force de fixation est réduite et un relâchement ou une défaillance de connexion peut survenir.

2.2 Effet de la fatigue thermique et de la charge cyclique

Les cycles de température répétés peuvent provoquer un phénomène de fatigue thermique et affecter la durée de vie des éléments de fixation:

Le cycle thermique d'initiation de la surface du matériau intensifie le développement de micro fissures dans la surface de contact du fil.

Les changements de force de défastage accompagnés d'une accumulation de glissement mineure peuvent entraîner un auto-défassement du boulon.

3Suggestions sur la conception et le choix des matériaux pour l'environnement de différence de température

3.1 Choisir les matériaux appropriés

Dans l'environnement du matériau correspondant à une expansion thermique élevée avec une grande différence de température,les boulons dont le coefficient de dilatation thermique est proche du matériau du trou de vis doivent être sélectionnésPar exemple:

Combinaison d'acier et d'acier (par exemple boulons en acier 35 CrMo et vis Q235)

Les boulons en alliage de titane sont utilisés pour les équipements légers

Matériaux résistants aux températures élevées et basses avec une résistance à la chaleur élevée et une ténacité à basse température, tels qu'un alliage de nickel élevé (Inconel 718) ou de l'acier inoxydable martensitique (17-4 PH).

3.2 Optimiser la conception des trous de vis et des boulons

L'angle circulaire de la racine du fil est optimisé pour augmenter le rayon d'angle circulaire de la racine du fil, réduire la concentration de contrainte et améliorer la résistance à la fatigue thermique.

L'épaisseur de la paroi doit satisfaire aux exigences de stabilité de la structure dans le processus de dilatation thermique, afin d'éviter la défaillance du trou de vis en raison d'une épaisseur trop mince.

3.3 Contrôle précis de la force de prétention

Critical pour la conception et le contrôle de la prétention dans un environnement à différence de température:

Utiliser un outil de régulation du couple stable sous charge dynamique.

La conception de la prétension est optimisée pour être compatible avec les variations de charge causées par des différences de température extrêmes.

L'influence de l'environnement de différence de température sur la force de fixation des boulons et des vis ne peut être ignorée.conception optimisée et processus de traitement de surface, les performances et la durée de vie des boulons dans des environnements extrêmes peuvent être considérablement améliorées.le risque de défaillance de la connexion de boulons peut être effectivement prédit, afin de garantir le fonctionnement stable à long terme de l'équipement.