Les fixations à haute résistance jouent un rôle clé dans divers équipements et structures mécaniques et sont importantes pour le bon fonctionnement et la sécurité de l’équipement. Comme les fixations à haute résistance sont soumises à une précontrainte élevée et à des charges de travail, leur fiabilité affecte directement la stabilité et la durée de vie de l’ensemble de l’équipement ou de la structure. Pour améliorer les performances et la fiabilité des fixations à haute résistance, l’analyse des contraintes résiduelles et l’optimisation de la conception deviennent essentielles. L’analyse des contraintes résiduelles et la conception optimale des fixations à haute résistance sont décrites en détail.
Le choix des matériaux utilisés pour les fixations à haute résistance joue un rôle essentiel dans leur performance et leur fiabilité. Les matériaux courants incluent l’acier, l’acier allié, l’acier inoxydable et les alliages de titane, etc. Lors du choix des matériaux, les propriétés mécaniques, la résistance à la fatigue, la résistance à la corrosion et d’autres facteurs doivent être pris en compte. En outre, pour réduire les contraintes résiduelles, on peut choisir des matériaux ayant une bonne résistance à la corrosion sous tension et une bonne résistance à la fatigue.
Les procédés et procédés de fabrication des fixations à haute résistance ont un impact important sur la génération et la répartition des contraintes résiduelles. Son processus principal comprend le découpage, le moulage, le traitement, le traitement thermique, le traitement de surface, etc. Pendant le traitement, la tension résiduelle de traitement et la concentration locale de tension doivent être réduites au minimum. Le traitement thermique peut améliorer les propriétés mécaniques du matériau, mais peut également introduire de nouvelles contraintes résiduelles. Les traitements de surface tels que le revêtement, le revêtement, etc., peuvent être efficaces pour améliorer la résistance à la corrosion, mais l’effet sur les contraintes résiduelles doit également être pris en considération.
Les contraintes résiduelles sont les contraintes introduites par les matériaux lors de la fabrication ou de l’usinage en raison de déformations inuniformes, de changements de phase, etc. Dans le cas des fixations à haute résistance, les contraintes résiduelles peuvent causer des problèmes tels que la fatigue prématurée et la fissuration par corrosion sous tension, ce qui peut nuire à leur fiabilité et à leur durée de vie. L’analyse des contraintes résiduelles peut être mesurée et évaluée par des techniques telles que la diffraction des rayons X, les ultrasons, la diffraction par rétrodiffusion des électrons, etc.
Sur la base des résultats de l’analyse des contraintes résiduelles, il est possible de réaliser une conception optimale des fixations à haute résistance. Voici quelques-unes des principales mesures d’optimisation:
Conception optimisée du profil: en modifiant le profil des fixations à haute résistance, comme les coins arrondis et chanfreinés, on peut réduire la concentration des contraintes et donc les contraintes résiduelles.
Optimisation de la structure: en modifiant la structure des fixations à haute résistance, par exemple en augmentant la structure de support, en améliorant les relations de montage, etc., on peut améliorer leur rigidité et leur stabilité, ce qui réduit les contraintes résiduelles.
Remplacement des matériaux: en fonction des résultats de l’analyse des contraintes résiduelles, on peut envisager l’utilisation de matériaux présentant de meilleures caractéristiques de contraintes résiduelles, comme une limite d’élasticité inférieure et une meilleure ténacité, afin d’améliorer la fiabilité des assemblages à haute résistance.
Élimination des contraintes résiduelles du traitement thermique: en sélectionnant un processus et des paramètres appropriés de traitement thermique, les contraintes résiduelles du traitement thermique peuvent être effectivement réduites, de sorte que la fiabilité des fixations à haute résistance peut être améliorée.
Optimisation du traitement de surface: en fonction des résultats de l’analyse des contraintes résiduelles, des processus et des paramètres appropriés de traitement de surface, tels que le grenaillage et le renforcement de l’impact au laser, peuvent être sélectionnés pour améliorer l’état de la surface et l’état des contraintes résiduelles des fixations à haute résistance.
L’analyse des contraintes résiduelles et la conception optimale des fixations à haute résistance sont importantes pour leur performance et leur fiabilité. Des mesures telles que le choix rationnel des matériaux, l’optimisation des procédés de fabrication et de la conception du profil, l’optimisation de la structure, le remplacement des matériaux et l’élimination des contraintes résiduelles de traitement thermique et de traitement de surface permettent de réduire efficacement les contraintes résiduelles et d’améliorer la fiabilité des fixations à haute résistance. Avec le développement de la science et de la technologie, des méthodes plus efficaces d’analyse des contraintes résiduelles et de conception optimisée apparaîtront à l’avenir, offrant un espace plus large pour le développement et l’application des fixations à haute résistance.
