【雷人集锦】GBT3098.13与VDI2230强度比的不同对测试结果的影响
背景
GB3098.1规定了螺栓与螺钉的性能等级 ， 仅给出M3以上的抗拉载荷 ， 而在螺栓与螺钉较小规格下 ， 因受实验装置的影响无法做抗拉 ， GB3098.13规定了公称直径1-10mm ， 性能等级8.8级-12.9级的螺栓与螺钉的扭矩实验和最小破坏扭矩值 ， 对长度太短而不能实施拉力实验提供了依据 。
留意的小伙伴会发现GB3098.13中涉及的强度比与VDI2230中表7的剪切强度比相差较大 ， 对于8.8级-12.9级螺栓GB3098.13的强度比取值0.84-0.75 ， VDI2230中的强度比取值0.60-0.65 。
试问为什么会有如此大的差别？如此大的差异会不会对测试结果造成影响？
本文主要从这两个标准中取值强度比的不同与实验结果做对比 ， 评定两种标准适用的可靠性 。
1螺栓扭转受力情况
对于抗拉能力大于抗剪能力 ， 实验在8.8级-12.9级 ，
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螺栓在受纯扭转情况 ， 在弹性阶段扭矩与施加的角度成正比关系 ， 螺栓发生剪切的外圈受到的应力最大 ， 如图（a）所示 。
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随着扭矩的增大 ， 横截面边缘处的剪应力首先达到剪切屈服极限 ， 如图（b)所示 。
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随之继续增加扭矩螺栓进入弹塑性阶段 ， 此时外围边缘附近为塑性区 ， 螺栓心部还处于弹性区 ， 如图（c）所示 。
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当塑性区扩张到心部 ， 此时螺栓表现为完全屈服 ， 如图（d)所示 。
当继续旋转角度 ， 材料进入强化阶段 ， 变形增加 ， 扭矩随之增加 ， 直到螺栓断裂 。
【【雷人集锦】GBT3098.13与VDI2230强度比的不同对测试结果的影响】由屈服扭矩：
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对于8.8-12.9级螺栓破坏扭矩类似与屈服扭矩公式 ， 即：
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式中：Mb为破坏扭矩 ， tB为最大剪切强度 ， wp为抗扭截面模数 ， d1min为小径最小值 。
在VDI2230给出的剪切强度比 ， 如下截图：
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对于8.8级 ， 10.9级 ， 12.9级分别是：0.65 ， 0.62 ， 0.60 ，
将结果带入
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， 得：
8.8级
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10.9级
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12.9级
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与GBT3098.13强度比对比 ， 如下表（1）：
2实验结果
对等级8.8 ， 10.9 ， 12.9级螺栓分组测试螺栓底径 ， 分别做扭转与抗拉实验 ， 记录并统计结果 。
下表 ， 是实测数据与两种标准计算数据对比：
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附加测试
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注：以上抗拉强度取值为实测抗拉结果的平均值
为了更加直观表示 ， 我们将结果数据与做成柱状图
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从对比试验看出：VDI2230相比GBT3098.13更接近实测值 。
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