汽车螺栓断裂失效分析

汽车螺栓断裂失效分析

理化检验-物理分册 PTCA(PART:APHYS.TEST.) 2005年第41卷9

质量控制与失效分析

汽车螺栓断裂失效分析

王 荣

(上海材料研究所,上海200437)

对汽车上某一连接发动机和车身的高强度级别螺栓在使用过程中发生的断裂进行了分

析。结果表明,螺栓的化学成分和金相组织均正常,其断裂为多源疲劳断裂。经对螺栓使用过程中

摘 要:

的受力情况分析,认为螺栓断裂主要是由于该螺栓在安装时预紧力不足或汽车在运行过程中,发动机自身振动和汽车行进中颠簸而使螺栓产生了松动,从而受到交变载荷而在应力集中最为严重的螺纹根部发生疲劳断裂。

关键词:

螺栓;断裂;疲劳

中图分类号:U463.82 文献标识码:A 文章编号:1001 4012(2005)09 0471 04

FRACTUREANALYSISOFBOLTFORCAR

WANGRong

(ShanghaiResearchInstituteofMaterials,Shanghai200437,China)

Abstract:Thehighstrengthboltfasteningmotorandautomobilebodywasbrokeninsurvice.Theanalysis

showedthatthechemicalcompositionandmicrostructurewereinnormalstate.Butthefracturerevealedfatiguecharacteristic.Finally,theforceactingonboltwereanalyzed,theresultsshowedthattheboltwerefatiguefractureoccurredintherootofboltatwhichsufferingalternationstressandstressconcentration,whichresultedfromthemotorbodyvibrationandbumpresultinginabitmoreloosefromlackingofenoughpre forceinboltassembling.

Keywords:Bolt;Fracture;Fatigue

1 概述

某汽车用高强度级别螺栓,材料为35CrMoA钢,使用级别8.8级,表面镀锌。该螺栓在汽车运行

2 107m时发生断裂,其宏观断口形貌见图1。该螺栓在汽车上的装配情况见图2。图2中左边A零件(黑色)通过两螺纹孔用螺栓紧固在车体上,断裂螺栓贯穿的B零件(白色)内孔为光孔,直径为 14 6mm,孔长52mm;B零件由其上两个螺栓与发动机相连;失效螺栓螺纹部分为M14,正常情况由它将A零件和B零件连接起来,螺栓断裂处位于距光杆第1~2扣螺纹处,距离螺栓六方头内端面42mm;A零件上面的定位销直径为 4.0mm,B零件上的销孔为椭圆形,尺寸为 4.3~4.8mm,分析

收稿日期:2005 03 28

作者简介:王荣(1966-),男,

高级工程师。

图1 失效螺栓断口形貌Fig.1 Fractureappearanceofbolt

认为销孔变为椭圆形主要是由于销子的反复挤压导致的磨损与变形。带销子的A零件通过橡胶件与失效螺栓以及B零件柔性相连。

2 试验与分析

2.1 外观检查

断裂螺栓螺纹顶部锌层磨损脱落,有较严重的

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