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中國緊固件行業現狀分析與發展前景
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文章出處：螺絲百科 網責任編輯： 法士威精密零件 閱讀量： 發表時間：2022-11-04
上海材料工程大學高性能鋼團隊經過一年多的反復試驗，與其他7位合作者合作，成功研制出世界上第一個被稱為世界最強緊固件的19.8級超高強度螺栓。
通過材料和熱處理工藝優化，16.8級和19.8級螺栓室溫抗拉強度分別滿足1600~1770MPa和1900~2070MPa。
剪切測試（依據GJB 3376-1998）結果表明，16.8級和19.8級螺栓剪切力分別達到97KN和115KN；
室溫拉伸疲勞強度測試（依據GJB 3376-1998及GJB715.30A-2002，載荷比=0.1）結果表明，研制的緊固件滿足疲勞壽命要求（平均疲勞壽命不低于65000次，單個疲勞壽命不低于45000次）；
耐延遲斷裂性能試驗（根據GJB 715.12-1990，大氣環境下恒定拉應力保持96小時）結果表明，螺栓在測試時間內未發生斷裂破壞，卸載后螺栓表面及螺紋處未發現裂紋；新研制的超高強度螺栓綜合性能滿足使役要求。
超高強度緊固件可以在相同夾緊力下，通過減少自身尺寸來降低重量和增加安裝空間，因此可以對被連接部件進行功能和體積優化，從而使裝備達到整體減重和性能優化的目的。
那么，什么是高強度螺栓？高強度螺栓究竟強在哪？今天，法士威帶你來了解一下。
1?什么是高強度螺栓？
高強度螺栓（High-Strength Friction Grip Bolt），英文直譯為：高強度摩擦預緊螺栓，英文簡稱：HSFG。可見，我們中文施工中所說的高強度螺栓是高強度摩擦預緊螺栓的簡稱。在日常溝通中，僅僅是簡略了“摩擦（Friction）”“預緊（Grip）”兩個詞，卻造成了許多工程技術人員對高強度螺栓基本定義的理解，產生了誤區。
誤區一：材料等級超過8.8級的螺栓，就是“高強度螺栓”？
高強度螺栓和普通螺栓的核心區別并不在于使用材料的強度，而是受力的形式。本質是是否施加預緊力，并利用靜摩擦力抗剪。
實際上在英標規范，美標規范中提到的高強度螺栓（HSFG BOLT）只有8.8級和10.9級兩種（BS EN 14399 / ASTM-A325&ASTM-490），而普通螺栓卻有包含有4.6，5.6，8.8，10.9，12.9等（BS 3692 11款表2）；由此可見，材料強度高低并不是區別高強度螺栓與普通螺栓的關鍵。
2?高強度螺栓強在哪？
按照GB50017，計算單個普通螺栓（B類）8.8級和高強度螺栓8.8級抗拉及抗剪強度。
通過計算我們可以看到，相同等級的情況下，普通螺栓的抗拉強度和抗剪強度的設計值都要高于高強度螺栓。
那么高強度螺栓，“強”在哪里？
為回答這一個問題，必須從兩種螺栓的設計工作狀態入手，研究其彈塑性變形的規律，并理解到設計破壞時的極限狀態。
設計破壞時的極限狀態
普通螺栓：螺桿本身發生超過設計允許的塑性變形，螺桿被剪壞。
普通螺栓連接，開始承受剪力前連接板間就會發生相對滑移，繼而螺栓桿和連接板接觸，發生彈塑性形變，承受剪力。
高強度螺栓：有效摩擦面間的靜摩擦力被攻克，兩塊鋼板發生相對位移，設計考量上即為破壞。
高強度螺栓連接，摩擦力首先承受剪力，當荷載增大到摩擦力不足以抵抗剪力，靜摩擦力被攻克，連接板發生相對滑移（極限狀態）。但此時雖然破壞，但螺栓桿與連接板發生接觸，依然可以利用其本身的彈塑性形變，承受剪力。
誤區二：承載能力高就是高強度螺栓？
由單個螺栓的計算可知，高強度螺栓抗拉和抗剪的設計強度均低于普通螺栓。其高強實質是：正常工作時，節點不允許發生任何相對滑移，即：彈塑性變形小，節點剛度大。
可見，在給定設計節點荷載的情況下，用高強度螺栓設計的節點并不一定能節省螺栓使用數量，但是其變形小，剛度大，安全儲備高。適合用主梁，等要求節點剛度較大的位置，符合“強節點，弱桿件”的基本抗震設計原理。
高強度螺栓之強，并非在于其本身的承載能力設計值，而是表現于其設計節點的剛度大，安全性能高，抗破壞的能力強。
3?高強度螺栓和普通螺栓的對比
普通螺栓和高強度螺栓由于其設計的受力原理不同，其在施工檢驗方法上有極大的區別。
同等級普通螺栓各項機械性能要求均比高強度螺栓略高，但高強度螺栓較普通螺栓多一項沖擊功的驗收要求。
高強度螺栓：（M24，L60，8.8級）
普通螺栓：（M24，L60，8.8級）
可見普通螺栓大約為高強度螺栓價格的70%，結合其驗收要求的對比，可以得出，其溢價部分就應該是為了保證材料的沖擊功（韌性）性能。
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