螺栓支承面压溃怎么算？接触应力校核

螺栓支承面压溃怎么算？接触应力校核

螺栓拧紧后，头部或螺母的支承面把预紧力压在被连接件表面。如果被连接件材料软，支承面压力过大，表面会被压出凹坑，预紧力随之衰减，连接就废了。螺栓支承面压溃怎么算，这篇文章讲清楚。

支承面压溃的原理

螺栓支承面压溃的本质是接触应力超过被连接件材料的许用压应力。接触应力 = 预紧力 ÷ 支承面积。预紧力越大、支承面积越小，接触应力越大，越容易压溃。

关键尺寸是支承面外径：普通六角头螺栓的支承面外径约等于头部对边尺寸的 0.95 倍，内径约等于螺栓孔直径。M12 螺栓头部对边 18 毫米，支承面外径约 17 毫米，螺栓孔 13.5 毫米，支承面面积约 85 平方毫米。同样 M12 的法兰面螺栓支承面外径 23.5 毫米，面积约 290 平方毫米，比普通螺栓大两倍多。

所以法兰面螺栓压不坏软材料，普通螺栓可能压坏——这就是为什么铝合金、塑料连接上大量用法兰面螺栓。

压溃校核怎么算

校核公式：σc = F / A ≤ [σc]。σc 是接触应力，F 是预紧力，A 是支承面有效面积，[σc] 是许用压应力。

举例：M10 螺栓，预紧力 24 千牛，支承面面积 60 平方毫米，接触应力 400 兆帕。被连接件是 6061 铝合金，许用压应力约 200 兆帕——明显压溃！解决办法：加平垫圈扩大支承面积，或换法兰面螺栓，或降低预紧力。

常用许用压应力参考：低碳钢 300 到 400、铸铁 150 到 250、铝合金 150 到 220、铜合金 100 到 150、塑料 30 到 80。软材料连接必须查这个数，别凭感觉。

防止压溃的措施

防止支承面压溃的措施按优先级：

一是加平垫圈或用法兰面：垫圈把压力分散到更大面积，是首选方案。垫圈外径足够大。

二是换软材料为硬材料：接触面局部加钢垫板、钢嵌件，成本低效果好。

三是降低预紧力：如果强度允许，降低预紧力减小接触应力，但要保证连接不松。

四是加大螺栓规格：M8 换 M10，支承面积增大，但螺栓成本也增加。

五是控制接触面质量：接触面平整、无毛刺，不平整会局部应力集中，更容易压溃。

工程经验：铝合金机箱、塑料件、薄板连接，直接用法兰面螺栓加平垫圈，基本不用校核；普通螺栓连接软材料，务必按公式校核一遍。

支承面压溃校核用 σc = F/A，接触应力不超过被连接件许用压应力，软材料连接加垫圈或法兰面分散压力，别让预紧力直接压在软表面上。万千紧固件法兰面螺栓、平垫圈规格齐全，欢迎来电咨询。