专家天地：改善抗疲劳性

问：如何改善抗疲劳能力？

螺栓连接的抗疲劳能力比它的静态承受能力小得多。为改善抗疲劳性，设计师可提高螺纹强度，降低螺纹的交变应力。

为提高螺纹强度，我们建议采用滚丝，而非切割工艺。若要提高螺栓连接的强度，可用多个较小的紧固件，而不用单一的大紧固件。

此外，经过改良的连接器，例如，Superbolt 超级螺栓或Flexnut（弹性伸缩螺母）。它们可改善螺纹的负荷分布，增加螺栓连接的弹性，从而提高螺栓连接的强度。

要改善抗疲劳性，最好的办法是减少螺纹承受的交变应力，而主要途径有三：组件设计、组件紧固、组件防护。

在设计组件的过程中，我们有机会改善螺栓连接的负荷分布，减少每个接头承受的外应力。为此，请牢记以下原则：

1. 尽可能使用最大的预紧力

2. 最大程度减少螺栓到负荷的离心率

3. 尽可能使用最大的接触面

4. 尽可能使用最大的夹紧长度

5. 大多数情况下，预紧力应高于工作负荷

设计组件时，还可使用颈缩螺柱或螺栓，以及弹性垫圈，来抵销松动、蠕变和热差拉伸的影响。

就拧紧组件而言，达到必要的预紧力是减少交变压力的主要因素。建议使用高精度校准工具和合适的润滑剂，确保达到预紧力精确度，降低咬粘风险。拧紧顺序得当，可减少螺栓负荷不均匀的风险，保证整个螺栓连接的完整性。

至于组件防护，应考虑防止螺栓连接丧失预紧力，还要避免组件受到环境影响，例如可能诱发疲劳裂纹的腐蚀。为此，应为零件和紧固件选择合适的材质及/或涂层。