冲击疲劳是什么？螺栓冲击疲劳

冲击疲劳是什么？螺栓冲击疲劳

有的设备载荷不是平稳的，而是带着冲击的：打桩机、破碎机、冲压设备、履带设备，这些设备上的螺栓受的是冲击疲劳载荷。冲击疲劳和普通疲劳不同，螺栓更容易断，选型要求也更高。今天讲清楚冲击疲劳是什么、怎么应对。

冲击疲劳的定义和特点

冲击疲劳是冲击载荷和循环载荷联合作用的结果。和普通疲劳的区别在于载荷的加载速率：冲击载荷在极短时间内施加，载荷峰值高、变化剧烈。

冲击疲劳有几个特点：

一是应力峰值高。冲击载荷的峰值往往远高于平均载荷，螺栓瞬间承受很大应力。

二是加载速率快。高应变速率下材料的塑性变形能力下降，脆性倾向增加。

三是容易松动。冲击使螺栓承受很大的动载荷，螺纹摩擦系数变化大，预紧力容易衰减。

四是寿命分散性大。冲击载荷的随机性导致螺栓寿命波动大，同样的螺栓有的能用很久，有的很快断裂。

冲击疲劳和普通疲劳的区别

普通疲劳的S-N曲线有疲劳极限，应力低于疲劳极限就不会断；冲击疲劳条件下，疲劳极限的概念变弱，高应力冲击会在很低的循环次数下就造成断裂，而且冲击能量的大小直接影响寿命。

简单理解：普通疲劳是"温水煮青蛙"，慢慢累积损伤；冲击疲劳是"反复重锤"，几下就可能出问题。

冲击环境螺栓怎么选

第一，强度等级要够。冲击载荷峰值大，螺栓的静强度余量要足，一般选用10.9级或12.9级高强螺栓，按峰值载荷校核。

第二，韧性要好。冲击条件下材料要能吸收能量，防止脆断。选材时关注冲击韧性指标，合金钢调质处理后冲击韧性较好。

第三，弹性变形能力要强。细长杆螺栓比短粗螺栓抗冲击能力好，弹性伸长可以吸收冲击能量。

第四，表面处理要注意。避免电镀，冲击环境下氢脆更容易诱发，优先选无酸洗的表面处理。

第五，防松要加强。冲击振动环境下螺栓容易松动，要用锁紧螺母、螺纹胶、防松垫圈等多重防松。

使用维护注意事项

冲击设备螺栓要定期检查预紧力，冲击载荷下预紧力衰减快，发现松动及时复紧。还要定期探伤检查，冲击疲劳裂纹可能在很短时间内从萌生到断裂，检测周期要短。

我见过一个破碎机厂家，原来用8.8级螺栓，客户反馈螺栓老断，后来换成10.9级加弹性杆设计，断裂问题基本消失。冲击环境的螺栓选型，强度和韧性都要兼顾，不能只盯强度等级。

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