Experimental Analysis of the Load Capacity and Repeatability of Preloaded Bolted Joints

• Autorzy: Szczęch Marcin , Horak Wojciech

Identyfikatory

DOI

10.5604/01.3001.0014.5909

Warianty tytułu

PL

Eksperymentalna analiza nośności i powtarzalności nakładowych złącz śrubowych napiętych wstępnie

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Bolted joints are among the most widespread and most important detachable connections used in mechanical engineering and construction. The common use of this connection group is reflected in the variety of types of screw connections. There are several geometric and material factors, and consequently tribological ones, that determine the load capacity and, which is often of key importance, the repeatability of the bolted joint. The paper presents a description of the test stand and the test results of preloaded bolted joints for different lubrication conditions. The measured parameters were the breaking force value of a double lap bolted joint and its repeatability and the axial force repeatability of the bolts tightened by an electronic torque wrench.

PL

Połączenia śrubowe to jedne z najbardziej rozpowszechnionych i najważniejszych rozłącznych połączeń pośrednich stosowanych w budowie maszyn i budownictwie. Powszechność zastosowania tej grupy połączeń ma swoje odzwierciedlenie w różnorodności typów połączeń skręcanych. Można wskazać na kilka czynników geometrycznych i materiałowych, a w konsekwencji tribologicznych, które determinują nośność złącza, i co w wielu przypadkach ma kluczowe znacznie, powtarzalność wykonania połączenia. W pracy przedstawiono opis stanowiska badawczego oraz wyniki badań złącz nakładowych sprężonych. Opracowane stanowisko umożliwia realizację kontroli momentu dokręcania nakrętki, siły napięcia wstępnego wytworzonego w śrubie oraz pomiar siły niszczącej złącze, z wykorzystaniem technik komputerowej akwizycji danych.

Słowa kluczowe

EN

bolt connections; bolted joints; tightening torque; bolt friction

PL

połączenia śrubowe; złącze śrubowe; moment dokręcania; tarcie

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich
• Czasopismo: Tribologia
• Rocznik: 2020
• Tom: nr 4
• Strony: 71--77
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., rys., wykr., wz.

Twórcy

autor

Szczęch Marcin

• University of Science and Technology, Faculty of Mechanical Engineering and Robotics, Mickiewicza 30 Ave., 30-059 Krakow, Poland

autor

Horak Wojciech

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Mechanical Engineering and Robotics, Mickiewicza 30 Ave., 30-059 Krakow, Poland

Bibliografia

• 1. Gong H., Jianhua L.: Some Factors Affecting the Loosening Failure of Bolted Joints under Vibration Using Finite Element Analysis, Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part C: Journal of Mechanical Engineering Science, 232(21), 2018, pp. 3942–3953.
• 2. Zou Q., Sun T.S., Nassar S.A., Barber G.C., Gumul A.K.: Effect of Lubrication on Friction and Torque-Tension Relationship in Threaded Fasteners, Tribology Transactions, 50(1), 2007, pp. 127–136.
• 3. Jiang, Y., Zhang, M., Park, T., Lee, C.: An Experimental Investigation on Frictional Properties of Bolted Joints, American Society of Mechanical Engineers, Pressure Vessels and Piping Division (Publication) PVP, 433, 2002, pp. 59–66.
• 4. Nassar S.A., Sun T.S., Zou, Q.: The Effect of Coating on Torque-tension Relationship in Threaded Fasteners, SAE Technical Paper 2006-01-1252, 2006.
• 5. Cosgrove T.C.: Tension Control Bolts, Grade S10T, in Friction Grip Connections, SCI Publication P324, 2004.
• 6. Potoczny M., Salwiński J.: Zastosowanie nowego, bezpieczniejszego rozwiązania hydraulicznego napinacza do połączeń śrubowych, XXII Sympozjon Podstaw Konstrukcji Maszyn, 2005, T. 4, pp. 1–8
• 7. Nassar S.A., Barber G.C., Zuo D.: Bearing Friction Torque in Bolted Joints, STLE Tribology Transaction, 48, 2005, pp. 1–7.
• 8. Zou Q., Sun T. S., Nassar S. A., Barber G. C., El-khiamy H.: Contact Mechanics Approach to Determine Effective Radius in Bolted Joints, ASME Transactions, Journal of Tribology, 2005, 127, pp. 30–36
• 9. Nassar S.A., Yang X.: Novel Formulation of the Break-Away Torque Components and the Torque-Tension Relationship in Threaded Fasteners, Journal of Pressure Vessels, 129(4), 2007, pp. 147–160.
• 10. Nassar S.A., Matin P.H., Barber G.C.: Thread Friction in Bolted Joints, Journal of Pressure Vessel Technology, 127, 2004, pp. 387–393.
• 11. Bhat A., Lee C., Perumalswami P.R.: Some of the Factors Affecting the Reliability of a Bolted Joint, Proc. 6th ISSAT Inter. Conf. Reliability Quality in Design, 2000, pp. 190–194.
• 12. Fukuoka T., Takaki T.: Mechanical Behaviors of Bolted Joint During Tightening Using Torque Control, JSME International Journal Series A, 41, 1998, pp. 185–191.
• 13. Jiang Y., Chang J., Lee C.: An Experimental Study of Torque Tension Relationship for Bolted Joints, International Journal of Materials and Product Technology, 16, 2000, pp. 417–429.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2020).