什么是高强度螺栓呢，高强度螺栓和普通螺栓的对比

很多朋友对什么是高强度螺栓呢，高强度螺栓和普通螺栓的对比不是很了解，每日小编刚好整理了这方面的知识，今天就来带大家一探究竟。

超高强度紧固件可以在相同的夹紧力下，通过减小其尺寸来减轻重量并增加安装空间，从而优化被连接部件的功能和体积，从而使设备整体减重和性能优化。实现了。

那么什么是高强度螺栓呢？高强度螺栓的强度是多少？今天小编就带大家来了解一下。

2021年11月28日，上海大学材料科学与工程学院韩东教授领衔的高性能钢材料团队，河北龙凤山铸造有限公司、奇峰精密科技有限公司，舟山7412江苏冶金技术厂经过一年多的联合攻关，研究院、上海大学（浙江）高端装备基础件材料研究院、上海大学新材料（泰州）研究院等七家单位通过了“材料“生产-紧固件制造-服务评价”全产业链合作，以高性能钢材理论为基础，利用高纯铁，成功开发出超高强度紧固件用钢B17.8、B19.8龙凤山铸业生产的原材料，形成16.8级、19.8级紧固件制造技术。

16.8 级和19.8 级紧固件

1 什么是高强度螺栓？

高强度摩擦夹紧螺栓（High-Strength Friction Grip Bolt），英文直译为：高强度摩擦预紧螺栓，英文缩写：HSFG。可见，我们中文施工中所说的高强螺栓，都是高强摩擦预紧螺栓的简称。在日常交流中，“摩擦”和“握力”这两个词只是简单提及，但很多工程技术人员却误解了高强螺栓的基本定义。

误区一：

材质等级超过8.8级的螺栓就是“高强度螺栓”？

高强度螺栓与普通螺栓的核心区别不在于所用材料的强度，而在于受力的形式。本质是是否施加预紧力并利用静摩擦力来抵抗剪切。

事实上，英标和美标中提到的高强度螺栓（HSFG BOLT）只有8.8和10.9（BS EN 14399/ASTM-A325ASTM-490），而普通螺栓则包含4.6、5。 6、8。 8、10。 9、12.9等（BS 3692 11表2）；可见，材料的强度并不是区分高强螺栓与普通螺栓的关键。

2 高强度螺栓强在哪里？

按GB50017计算单个普通螺栓（B型）8.8级和高强螺栓8.8级的拉剪强度。

通过计算可以看出，在同一等级下，普通螺栓的抗拉强度和抗剪强度设计值均高于高强螺栓。

那么高强螺栓的“强”在哪里呢？

为了回答这个问题，需要从两个螺栓的设计工作状态入手，研究弹塑性变形规律，了解设计失效时的极限状态。

普通螺栓和高强度螺栓工况下的应力应变曲线

设计失败时的极限状态

普通螺栓：螺杆本身塑性变形超过设计裕量，螺杆受剪切损坏。

对于普通螺栓连接，在开始承受剪力之前，连接板之间会发生相对滑移，然后螺栓杆与连接板接触，发生弹塑性变形，承受剪力。

高强螺栓：克服有效摩擦面之间的静摩擦力，使两钢板发生相对位移，在设计考虑时视为损坏。

在高强度螺栓连接中，摩擦力首先承受剪切力。当载荷增大到摩擦力不足以抵抗剪切力时，静摩擦力被克服，连接板发生相对滑移（极限状态）。不过，此时虽然已损坏，但螺栓杆与连接板接触，仍能利用自身的弹塑性变形来承受剪切力。

误区二：

高承载能力意味着高强度螺栓？

从单个螺栓的计算可以看出，高强螺栓的拉剪设计强度低于普通螺栓。其高强度本质是：正常运行时，节点不允许有任何相对滑移，即弹塑性变形小，节点刚度大。

可见，在给定设计节点载荷的情况下，采用高强螺栓设计的节点不一定能节省螺栓使用数量，但变形小、刚度高、安全储备高。高强螺栓适用于主梁等节点刚度要求较高的部位，符合“强节点、弱构件”的抗震设计基本原则。

高强螺栓的强度不在于其自身承载能力的设计值，而在于其设计节点的刚度高、安全性能高、抗破坏能力强。

3 高强度螺栓与普通螺栓的比较

普通螺栓和高强螺栓由于设计原理不同，在施工检验方法上有很大不同。

同等级普通螺栓的力学性能要求略高于高强度螺栓，但高强度螺栓比普通螺栓多一项冲击功的验收要求。

普通螺栓和高强度螺栓的标记是现场识别同级螺栓的基本方法。由于英、美标准中对于高强度螺栓扭矩值计算的数值并不相同，因此还需要对两个标准的螺栓进行识别。

高强度螺栓：（M24、L60、8.8级）

普通螺栓：（M24、L60、8.8级）

可见，普通螺栓的价格约为高强度螺栓的70%。结合其验收要求的比较，可以得出结论，优质部分应保证材料的冲击功（韧性）性能。

4 如何提高螺栓的疲劳强度

疲劳失效是高强度螺栓的常见失效模式，无论它们承受何种复杂的载荷。早在1980年，就有专家研究了200个螺栓连接的失效情况，其中50%以上是疲劳失效。提高高强螺栓的抗疲劳性能至关重要。

螺栓疲劳断裂具有以下特点：

1、疲劳断裂的最大应力远低于材料在静应力作用下的强度极限，甚至低于屈服极限。

2、疲劳断裂为脆性突然断裂，无明显塑性变形。

3、疲劳断裂是微观损伤积累到一定程度的结果。

对于螺栓来说，失效模式主要是螺纹部分的塑性变形和螺杆的疲劳断裂，其中：

65%的损坏发生在与螺母连接的第一个螺纹处；

20%的损伤发生在螺纹与光杆过渡处；

15%的损坏发生在螺栓头和螺钉之间的过渡圆角处。

01

优化设计减少应力集中

严格控制螺栓端部尺寸，消除应力集中：a使用较大的过渡圆角b.切卸料槽

C。在螺纹末端切出退刀槽d优化螺栓头下角也能有效减少应力集中

e.采用加强螺纹加强螺纹与普通螺纹的主要区别在于外螺纹直径d1小和牙根过渡圆角R。加强螺纹的主要特点是小直径d1比普通螺纹大，且根部过渡圆角半径增大R，减少了螺栓的应力集中，对R有具体要求：R+=0.18042 P，Rmin=0.15011P，其中P为螺纹螺距，而普通螺纹则无此要求，甚至可以是直段。

02

改进制造工艺

加强螺栓制造过程中热处理和表面处理工艺的控制，可以有效改善螺栓的疲劳性能。 A。热处理螺栓先进行热处理，然后滚压成型，使螺栓内部产生较大的残余压应力，从而减缓裂纹的形成和发展，从而提高螺栓的疲劳强度。其中，热处理时还应防止脱碳，并比较无表面脱碳和有表面脱碳的螺栓的疲劳强度。由于脱碳层中碳的氧化，金相组织中渗碳体的数量比正常组织少，因此其强度或硬度在力学性能上比正常组织低。通常，表面脱碳时螺栓的疲劳强度会降低19.8%。 b.磷化螺栓表面磷化处理的目的是防止生锈并稳定装配时的摩擦力。但磷化也可以起到减少磨损的作用。减少滚丝轮螺纹与螺杆螺纹在滚压过程中的摩擦力，将对滚丝后螺栓螺纹上的应力分布和螺纹表面粗糙度的降低产生积极的作用。

03

设置适当的预紧力

普通螺栓连接的螺纹拉力主要由前三牙受力螺纹承受。当初始预紧力足够大时，部分螺纹根部会局部进入塑性变形，同时这些螺纹根部会产生残余应力。螺纹根部产生的残余压应力可提高螺纹的疲劳强度。同时，塑性变形的螺纹还可以改善螺纹的受力分布，使螺纹牙上的接触压力变小。这也增加了螺纹的疲劳强度。预紧力越大，螺栓连接抵抗接头分离的能力越大，抵抗预紧力松弛的能力也越强。同时，螺栓连接的实际有效疲劳强度也更大。因此，增大螺栓连接的预紧力，有利于提高螺栓连接在循环外载荷作用下抵抗疲劳失效的能力，使螺栓连接在振动冲击力和有限过载作用下发生疲劳失效的风险变得更大。较小。

黄飞

以上知识分享希望能够帮助到大家！