What are the thermal effects on preloaded bolted joints?

ผลกระทบเชิงลบต่อข้อต่อแบบยึดด้วยสลักเกลียว

อุณหภูมิการใช้งานที่สูงกว่า 250°C จะกระตุ้นให้เกิดปรากฏการณ์การหดตัว Creep และการคลายตัว Relaxation ในเหล็กผสมและเหล็กโครงสร้าง ดังนั้น แม้ว่าสลักเกลียวถูกขันหรือยืดด้วยค่าพรีโหลด ในสถานะยืดหยุ่นในช่วงอุณหภูมิที่ใช้งานได้ แต่ส่วนหนึ่งของค่าพรีโหลดจะเกิดการคลายตัวตามสัดส่วนของการลดลงของความแข็งแรงของการยืดหยุ่นของตัวสลักเกลียว

เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ ชิ้นส่วนของสลักเกลียวจะมีการขยายหรือหดตัวด้วยค่าที่แตกต่างกัน ขึ้นอยู่กับอัตราการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ มวล และขนาดของชิ้นส่วน การนำไฟฟ้าของโลหะ และค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวของวัสดุแต่ละชิ้น ความแตกต่างในการขยายหรือการหดตัวสัมพันธ์กันระหว่างวัสดุและชิ้นส่วนเหล่านี้ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของค่าพรีโหลดในข้อต่อหรือหน้าแปลน โดยส่วนใหญ่ค่าสูงสุดของการเปลี่ยนแปลงค่าพรีโหลดจะเกิดขึ้นในสถานะชั่วคราว

การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิยังสามารถทำให้เกิดความล้าที่เกิดจากความร้อนได้ เนื่องจากพื้นที่ทั้งหมดไม่ได้ขยายพร้อมกันด้วยค่าเดียวกัน ขอบเขตระหว่างพื้นที่ที่ “ร้อนกว่า” และ “เย็นกว่า” จะได้รับแรงกดเพิ่มเติม ซึ่งอาจนำไปสู่ความล้าของวัสดุในบริเวณนั้น อย่างไรก็ตาม เมื่ออุณหภูมิคงที่และสม่ำเสมอในทุกส่วน ขอแนะนำให้ใช้วัสดุที่มีค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวสม่ำเสมอเพื่อลดการเปลี่ยนแปลงของแคลมป์โหลดให้น้อยที่สุด หรือคำนึงถึงการปรับเปลี่ยนค่าพรีโหลดนั้นสำหรับการออกแบบข้อต่อ