Резьбовые крепежные изделия являются одними из самых распространенных компонентов в истории человечества. Тем не менее, почти никто не понимает, как они на самом деле работают. Это делает вас выглядящим неуместно и некомпетентно, ужасным неудачником, и убивает людей, которые вам доверяют. Так что слушайте: 🧵
Первое, что нужно понять, это следующее: Болт — это пружина. Он применяет силу, будучи растянутым. Это означает, что он должен оставаться в пределах линейного упругого режима диаграммы напряжение-деформация. "Вау," думаете вы. "Я никогда этого не знал." Конечно, вы не знали. Это даже не 1% физики болтов.
Эффективная весовая постоянная болта определяется частью болта, которая не зацеплена с резьбой. Сжимающая сила болта создается за счет растяжения этой незадействованной части. Вот почему некоторые болты имеют незакрепленную часть стержня, которая обходит резьбу.
Существует "идеальная" эффективная жесткость пружины: Если она слишком низкая, то это как губка, мягкая и не обеспечивает значительного дополнительного натяжения против разделяющей силы. Если она слишком высокая, то она "ломкая", небольшие вращения (например, от вибраций) значительно уменьшают зажимную силу.
Но также есть материал, который зажимается, и он действует как пружина. Вот почему вы используете шайбы - чтобы увеличить эффективный объем материала под нагрузкой. Перестаньте убивать своих близких, пропуская шайбы. Шайбы спасают жизни. Жесткий материал, эластичный болт. Но почему?
Зажатый материал и болт действуют как пружины параллельно. Жесткий материал означает, что меньшая часть нагрузки циклически воздействует на болт. Это означает, что предварительное натяжение болта может быть выше, не приводя к его разрушению. Не зная о предварительном натяжении болта, все равно что не понимать светофор, ты, дитя.
Предварительная нагрузка или предварительное натяжение болта — это то, насколько сильно болт изначально затянут, и это создает постоянную зажимную силу. Именно эта зажимная сила между поверхностями материала и трение, которое она производит, противодействует сдвигу. Высокое предварительное натяжение означает, что меньшее количество сдвига воспринимается самим болтом.
Но большая часть крутящего момента, который вы прикладываете к болту, даже не идет на усилие зажима, а уходит на трение в резьбе и головке. Это хорошо - это предотвращает "раскручивание" резьбы, поддерживая предварительное натяжение болта, снимая осевые и сдвиговые напряжения с материала.
"Так что я просто буду использовать кучу задействованных нитей, чтобы это никогда не разблокировалось" — говорите вы, — тоже глупо. Почти все силы задействованы первыми несколькими нитями. Мелкие нити почти всегда лучше для создания натяжения, предотвращения поломки и т.д. 10 задействованных нитей вполне достаточно.
Это лишь начало вводной физики болтов. Когда вы переходите к вакуумным условиям, вам нужно беспокоиться о застрявшем воздухе в резьбе, выделении газов, начинать обрабатывать детали из тантала. Или ядерные реакторы, где нейтроны заставляют ваши болты увеличиваться в размере.
Подводя итог: - Болты - это пружины, они создают сжимающие силы за счет растяжения - Шайбы помогают снять осевые нагрузки с болтов и передать их на материалы - Преднатяжение означает, что силы сдвига действуют на зажатые материалы, а не на стержни болтов - Мелкие резьбы почти всегда лучше - Нейтроны увеличивают ваши болты Последнее, что нужно помнить: ЦРУ рассекретило документы, в которых говорится, что вселенная - это космическое яйцо с циклическим течением времени, что означает, что непонимание физики болтов обречет вас на вечный самсару механической некомпетентности
80,12K