Испытания болтов проведены с помощью универсальной испытательной машины УММ-50 (рис. 24), испытывались 4 группы болтов по ГОСТ 1759.4-87: 1) без покрытия; 2) горячеоцинкованные; 3) после диффузионного цинкования; 4) горячеоцинкованные после 24 лет эксплуатации.
Испытания на растяжение целых болтов проводились для определения временного сопротивления разрыву (рис. 24). Расчет временного сопротивления выполняется по площади поперечного сечения
(38)
где d2 и d3 — диаметры резьбы соответственно средний и внутренний.
При проведении испытаний длина наружной резьбовой части составляла 6Р. Изделие считалось выдержавшим испытания, если разрушение происходило по стержню или резьбе, но не в месте соединения головки со стержнем. Гайка, применяемая при испытании, имела высоту не менее 0,8 диаметра резьбы.
Рис. 24. Испытание болтов на растяжение
Скорость нагружения, определяемая свободно движущимся ползуном, не превышала 25 мм/мин. Во избежание бокового нагружения образца использовались самоцентрирующиеся зажимы разрывной машины. Результаты испытаний представлены в табл. 9.
3.9. Результаты механических испытаний болтов М20
Установлено, что в результате кратковременной термической обработки, которая происходит при цинковании, наблюдается незначительное снижение прочности материала болтов. Для горячеоцинкованных болтов уменьшение составило 1,3%, для болтов после диффузионного цинкования — 1,9%. Для определения относительного удлинения проводились испытания на растяжение образцов, выточенных из крепежных деталей (рис. 25). Относительное удлинение определялось по формуле
(39)
где L0, Lu — длина рабочей зоны образца до и после разрушения соответственно. Относительное удлинение во 2-й и 3-й группах образцов увеличилось на 25% за счет снятия во время цинкования внутренних напряжений, которые возникают при холодной высадке болтов.
При испытании 4-й группы болтов, которые прослужили в конструкции 24 года, установлено, что в результате коррозии и старения стали произошло снижение временного сопротивления разрыву на 10%. Поэтому при перерасчете одноболтовых соединений конструкций, прослуживших 20 лет и более, расчетное сопротивление болтов сразу рекомендуется принимать равным 0,9 расчетного сопротивления среза по данным нормативных документов.
Рис. 25. Образец для механических испытаний: d— номинальный диаметр резьбы; d0 — диаметр образца для испытаний (d0 меньше внутреннего диаметра резьбы); b — длина резьбы; SO — площадь поперечного сечения; Ln - 5d0 или Lq - 5,565 vSq; Lc — длина цилиндрической части образца (Z-o + do); R - радиус галтели (R = 4 мм); L, - общая длина образца (Lc + 2R + b).
