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對(duì)于最全規(guī)格螺栓擰緊扭矩和預(yù)緊力，螺絲君前面已經(jīng)推出兩篇文章，分別為《小規(guī)格螺栓，沒(méi)有具體的扭矩參考，怎么辦？》、《最全螺栓規(guī)格 l 擰緊到塑性區(qū)域的扭矩和預(yù)緊力大小》，再加上該篇文章，擰緊到斷裂時(shí)候的擰緊扭矩和預(yù)緊力范圍。 因此，大家無(wú)論是設(shè)計(jì)擰緊扭矩，扭矩轉(zhuǎn)角法扭矩監(jiān)控，還是，分析螺栓的擰斷失效，通過(guò)這三篇文章基本就能夠做一個(gè)大致的設(shè)計(jì)和分析。希望能夠?yàn)楦魑焕翔F擰緊工作起到一定的參考作用。為此，螺絲君順應(yīng)老鐵的要求，我們編制計(jì)算出了常見的螺栓規(guī)格擰緊到斷裂時(shí)候，螺栓可能的最大擰緊扭矩范圍和預(yù)緊力范圍，供大家失效分析時(shí)候參考。由于普通規(guī)格的螺栓在VDI 2230標(biāo)準(zhǔn)的附錄中是有相應(yīng)的表格來(lái)給出擰緊扭矩值，對(duì)于小規(guī)格，大規(guī)格螺栓擰緊扭矩實(shí)際上是沒(méi)有太多的參考資料。本文就給出常見規(guī)格的螺栓擰緊到斷裂時(shí)候的最大擰緊扭矩（也就是擰緊到螺栓最大能夠承受的擰緊扭矩和預(yù)緊力的范圍）時(shí)候。通過(guò)這個(gè)擰斷時(shí)的擰緊扭矩和預(yù)緊力范圍，就可以作為分析螺栓擰斷時(shí)的一個(gè)參考。如果實(shí)際擰緊中設(shè)定的扭矩法擰緊扭矩高于該最小擰緊扭矩，在最小摩擦系數(shù)設(shè)定相同的情況下，就有可能出現(xiàn)擰斷螺栓的可能性。例如，GB/T 5782 M10-10.9螺栓最小擰緊扭矩為77Nm，如果實(shí)際擰緊扭矩設(shè)定超過(guò)該值（假設(shè)設(shè)定目標(biāo)扭矩為80Nm），在實(shí)際螺栓摩擦系數(shù)最小為0.10時(shí)候，或者摩擦系數(shù)比0.10更小的情況下，或者螺栓加工的抗拉強(qiáng)度比最低要求1040MPa接近或更小，螺栓擰緊時(shí)候在沒(méi)有達(dá)到設(shè)定目標(biāo)扭矩80Nm時(shí)，螺栓在沒(méi)有擰緊到80Nm的擰緊扭矩情況下就會(huì)持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，擰緊，由于螺栓的實(shí)際最大扭矩只有最小77Nm，這樣螺栓就會(huì)出現(xiàn)擰斷的可能性。同時(shí)，我們也要考慮到，螺栓螺紋都要進(jìn)行一定的表面處理來(lái)提高防腐性，所以，表面處理就會(huì)占據(jù)螺栓的一部分截面積，這樣實(shí)際螺栓的截面積比公稱截面積要小而新增的表面處理厚度是可以認(rèn)為基本沒(méi)有搶到的，這也會(huì)說(shuō)明按照公稱截面積計(jì)算出的扭矩在擰緊時(shí)候按照該計(jì)算結(jié)果擰緊就存在比較大的風(fēng)險(xiǎn)了。這也就是VDI 2230標(biāo)準(zhǔn)中，對(duì)于扭矩法擰緊，最大的預(yù)緊力僅僅考慮90%屈服的原因，采用一定的安全系數(shù)，防止出現(xiàn)擰斷。從上圖中螺栓擰緊到失效情況下的整條擰緊曲線，螺栓擰緊曲線有一個(gè)最高點(diǎn)，該最高點(diǎn)可以認(rèn)為就是咱們這次計(jì)算的擰斷扭矩，螺栓設(shè)定的目標(biāo)扭矩如果超過(guò)該值就會(huì)出現(xiàn)擰斷的可能性。因此，這個(gè)范圍可以作為一個(gè)分析螺栓擰斷的參考。如上圖，正常設(shè)計(jì)擰緊扭矩應(yīng)低于螺栓的最小屈服扭矩。如果實(shí)際擰緊扭矩設(shè)定比較大，超過(guò)了本文計(jì)算的最小擰緊扭矩值，擰緊時(shí)候就非常有擰斷的可能性。本文就是針對(duì)全系列規(guī)格的螺栓，按照性能等級(jí)8.8級(jí)和10.9級(jí)兩種性能等級(jí)進(jìn)行分析，給出了相應(yīng)的按照螺栓斷裂時(shí)候的預(yù)緊力作為最小、最大裝配預(yù)緊力，最小、最大擰緊扭矩范圍。在計(jì)算時(shí)候，最大抗拉強(qiáng)度按照最小抗拉強(qiáng)度加上150MPa進(jìn)行計(jì)算，也就是說(shuō)，螺栓中最大的抗拉強(qiáng)度要求為標(biāo)準(zhǔn)ISO 898-1（GB/T 3098.1標(biāo)準(zhǔn)）中最小抗拉強(qiáng)度加150MPa。例如，8.8級(jí)螺栓最小抗拉強(qiáng)度為800MPa，則最大抗拉強(qiáng)度為950MPa。對(duì)于8.8級(jí)螺栓，大于M16的規(guī)格，最小抗拉強(qiáng)度為830MPa，最大抗拉強(qiáng)度按照980MPa。而10.9級(jí)螺栓最小抗拉強(qiáng)度為1040MPa，則最大抗拉強(qiáng)度為1190MPa。? 最小預(yù)緊力是按照抗拉最小、摩擦系數(shù)最大進(jìn)行計(jì)算；? 最大預(yù)緊力是按照抗拉最大、摩擦系數(shù)最小進(jìn)行計(jì)算；? 最小擰緊扭矩是按照抗拉最小、摩擦系數(shù)最小進(jìn)行計(jì)算；? 最大擰緊扭矩是按照抗拉最大、摩擦系數(shù)最大進(jìn)行計(jì)算。如果標(biāo)準(zhǔn)中采用其他的性能等級(jí)，可以參照本標(biāo)準(zhǔn)按照屈服強(qiáng)度進(jìn)行替換即可。擰緊扭矩計(jì)算結(jié)果單位為Nm，預(yù)緊力計(jì)算結(jié)果為N。今天的話題，就分享到這里，您有任何疑問(wèn)或建議，或需要進(jìn)群交流的老鐵，可聯(lián)系下方螺絲君：
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