普通螺母柔性差，與螺栓聯(lián)接處各圈螺紋上的載荷分布很不均勻，應(yīng)力集中嚴(yán)重，受壓螺母，載荷按雙曲余弦的規(guī)律分布，容易導(dǎo)致最后幾圈螺紋失效。 圖2.2螺紋上的載荷分布 2.2螺栓的主要失效方式 高強(qiáng)度螺栓廣泛的應(yīng)用在各種重要設(shè)備的緊固連接中，所以常常影響到工程構(gòu)件的安全性和可靠性。飛行器、橋梁和許多重要機(jī)械中，高強(qiáng)度螺栓的失效將會(huì)造成重大的經(jīng)濟(jì)損失甚至人身傷亡事故，例如：核反應(yīng)堆中連接件的破壞危害是巨大的；螺紋連接緊固件是發(fā)動(dòng)機(jī)重要的破壞源，也是限制發(fā)動(dòng)機(jī)功率與安全的關(guān)鍵之一。 2.2.1 疲勞失效 疲勞失效是高強(qiáng)度螺栓的主要失效形式之一。雖然高強(qiáng)度螺栓具有耐疲勞的特點(diǎn)，但這是相對(duì)普通螺栓和鉚釘連接而言的。在實(shí)際工程中，高強(qiáng)度螺栓在很高的預(yù)緊力的基礎(chǔ)上，還要承受外界各種反復(fù)的作用，如拉壓應(yīng)力、彎曲應(yīng)力、剪切應(yīng)力、沖擊載荷、或者同時(shí)承受上述幾種反復(fù)載荷。在復(fù)雜交變載荷的作用下，疲勞失效依然是高強(qiáng)度螺栓的主要失效形式。重要螺栓預(yù)警連接結(jié)構(gòu)中，螺栓除收到軸向預(yù)警拉伸載荷的作用外，通常還會(huì)在工作過(guò)程中受到附加的軸向拉伸（交變）載荷、橫向剪切（交變）載荷或由此復(fù)合而成的彎曲載荷的作用。通常情況下，附加的橫向應(yīng)變載荷會(huì)引起螺栓的松動(dòng)，軸向交變載荷會(huì)引起螺栓的疲勞斷裂。螺栓屬于嚴(yán)重應(yīng)力集中的多缺口零件，其疲勞性能將明顯地受到螺栓的結(jié)構(gòu)、尺寸、材料化學(xué)成分、熱處理及制造工藝等多鐘因素影響。螺栓的螺紋溝實(shí)際上是一個(gè)個(gè)小的尖銳缺口，例如對(duì)于常見的重要汽車螺栓，其螺紋溝疲勞缺口系數(shù)kf大多在4～9的范圍內(nèi)，除螺紋外，螺栓疲勞斷裂的另一薄弱部位是螺栓頭部與桿部的過(guò)渡圓角處，由于截面的突變，在該處也存在服役條件下（軸向螺栓載荷），其危險(xiǎn)截面位于螺栓首部1～3牙處，這是因?yàn)樵谶@個(gè)部位的螺栓受力最大，螺紋溝應(yīng)力集中嚴(yán)重，所以螺栓的疲勞性能是一個(gè)關(guān)鍵考核指標(biāo)。 2.2.2延遲斷裂 由于高強(qiáng)度螺栓屬于應(yīng)力集中嚴(yán)重的多缺口零件，承受軸向預(yù)警拉伸應(yīng)力和工作應(yīng)力，此應(yīng)力與螺栓中的氫（材料本身含有的氫、酸洗、電鍍等螺栓制造過(guò)程中侵入鋼中的氫（內(nèi)氫）或長(zhǎng)期暴露過(guò)程中發(fā)生腐蝕反應(yīng)侵入鋼中的氫（外氫））發(fā)生相互作用往往會(huì)引起延遲斷裂。因此，高強(qiáng)度螺栓（特別是當(dāng)螺栓的強(qiáng)度水平超過(guò)1200MPa時(shí)）除表面處理后必須進(jìn)行去氫處理外，由于外氫的影響亦有可能發(fā)生延遲斷裂。 2.2.3偏斜拉伸 在裝配使用過(guò)程中，螺栓軸線與被連接的機(jī)件表面不垂直，或承受偏心載荷，此時(shí)在應(yīng)力集中的螺紋部位造成了更硬的應(yīng)力狀態(tài)，即除了存在拉應(yīng)力外，還有附加彎矩作用。
六角法蘭面螺栓國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T16674.2-2004
標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了螺紋規(guī)格為M8×1-M16×1.5,細(xì)牙螺紋,性能等級(jí)為8.8 9.8 10.9 12.9和A2-70,產(chǎn)品等級(jí)為A級(jí)的小六角系列細(xì)牙六角法蘭面螺栓。
優(yōu)點(diǎn)：普通螺栓釘頭很厚，難以形變，上好后若發(fā)生振動(dòng)，還需要重新旋緊；法蘭的帶一塊薄的部分，可以稍微的形變，能鎖得更結(jié)實(shí)。還有就是若上到孔里去的時(shí)候，普通螺栓就沒辦法使用工具了，法蘭螺栓的頭較小，下面法蘭盤還起到緊固作用，卻能用專用工具上到孔里去，和內(nèi)六角螺栓大約一樣的原理。再有就是法蘭頂平墊來(lái)用，在較軟、不耐磨的材質(zhì)上更安全，不會(huì)造成穿孔。
