懸置螺栓斷裂失效分析

汽車懸置螺栓的作用是將動力總成與車體連接在一起，是整車裝配中非常重要的緊固件。懸置螺栓的材料、規(guī)格、等級、表面處理的選擇以及裝配工藝的設(shè)定等,都直接或間接的影響懸置裝配的可靠性。某車型懸置螺栓在生產(chǎn)現(xiàn)場批量裝配時(shí)發(fā)生多次斷裂，螺栓材料牌號SCM435，性能等級10.9級，表面達(dá)克羅處理，裝配扭矩( 90+9) N.m。

為分析螺栓斷裂的原因，對該斷裂螺栓、現(xiàn)場兩批次完好螺栓開展了斷口、化學(xué)成分、力學(xué)性能、擰緊性能方面的試驗(yàn)分析，以便查找出螺栓斷裂原因。

分析所需的檢測項(xiàng)目如下：

2試驗(yàn)驗(yàn)證及結(jié)果分析

2.1斷口分析

2.1.1宏觀斷口分析

2.1.2微觀斷口分析

2.2化學(xué)成分分析

2.3機(jī)械性能分析

2.4擰緊試驗(yàn)分析

2.4.1不同批次螺栓的緊固特性值對比分析

2.4.2K系數(shù)對螺栓扭矩的影響分析

2.4.3μb、μth對軸向預(yù)緊力的影響分析

2.4.4不同批次螺栓的預(yù)緊力與扭矩關(guān)系圖對比分析

2.4.5螺栓擰緊試驗(yàn)結(jié)果綜合分析

綜合上述試驗(yàn)結(jié)果可以推斷，該懸置螺栓的斷裂與螺栓表面的摩擦系數(shù)變化有關(guān)，而導(dǎo)致螺栓摩擦系數(shù)變化原因與庫存時(shí)間有關(guān)系，螺栓庫存時(shí)間長會影響螺栓涂層的性能，致使螺栓的摩擦系數(shù)、K系數(shù)降低，進(jìn)而在擰緊過程中產(chǎn)生較大的軸向預(yù)緊力，導(dǎo)致螺栓過載斷裂。

3結(jié)論

1)綜合上述分析，螺栓的化學(xué)成分、機(jī)械性能均滿足技術(shù)要求，從螺栓的斷口分析，該螺栓為過載斷裂;

2)由螺栓的擰緊試驗(yàn)數(shù)據(jù)對比分析，螺栓摩擦系數(shù)的變化是導(dǎo)致螺栓過載斷裂的主要原因。

4建議

1)建議從緊固件廠家到裝配現(xiàn)場均要注意縮短螺栓、螺母類的庫存時(shí)間，按照產(chǎn)量合理制定采購計(jì)劃，避免因庫存時(shí)間過長而導(dǎo)致緊固件涂層發(fā)生性能變化;

2)建議對緊固件設(shè)定合理的的摩擦系數(shù)范圍，并在復(fù)用庫存時(shí)間較長的緊固件時(shí)先檢測其摩擦系數(shù)是否在定義范圍內(nèi)。