Frage:
Sind Standard-Strukturschrauben für alle kalten Klimazonen akzeptabel?
hazzey
2015-02-08 02:05:11 UTC
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In den Spezifikationen für Standardschrauben (ASTM A 325) sind keine Mindestbetriebstemperaturen aufgeführt. Ich denke an Außenanwendungen wie Alaska oder Kanada (Tiefstwerte von -60 ° F) und frage mich, ob sich die kalten Temperaturen auf die Schrauben auswirken würden.

Es gibt eine Art von Schraube ( ASTM A 320)) mit einer Note, die das Testen bei niedrigen Temperaturen (-150F) spezifiziert. Diese Schrauben scheinen für kryogene Einrichtungen zu sein. Es scheint, dass dies für die meisten Außenbereiche, an denen die kälteste jemals gemessene Temperatur auf der Erde in der Antarktis etwa -128F beträgt, ein Übermaß ist.

Ist die Kälte ein Problem für Standard-Strukturschrauben? ? Gibt es möglicherweise europäische Standards?

Der RCSC-Leitfaden (http://www.boltcouncil.org/files/2ndEditionGuide.pdf) geht in Abschnitt 2.7 darauf ein. Sie haben jedoch keine spezifische Anleitung, nur "Bruchmechanik ist kompliziert". Weitere Informationen finden Sie in einigen anderen Quellen. Mir sind keine spezifischeren Anleitungen in den RCSC- oder AISC-Spezifikationen bekannt.
@Ethan48: Es sind genau Abschnitte in solchen Codes, die mir Angst machen. Zu sagen, dass etwas * könnte * ein Problem sein, ohne eine Anleitung zu geben, hilft nicht. Ich möchte Projekte realisieren und nicht das Geld meines Kunden zur Finanzierung der Forschung verwenden.
Einverstanden! Nicht sehr informativ und überhaupt nicht vorschreibend, nur bedrohlich. Entschuldigung, ich habe keine weiteren Kenntnisse zu diesem Thema.
Wie verhält sich die Preisgestaltung des "kryogenen" Bolzens zum "Standard" (und zum gesamten Projektwert)? Es ist nur dann übertrieben, wenn es das Budget erheblich beeinflusst, andernfalls ist es nur eine „großzügige Sicherheitsmarge“;) (wie in unserem Fall bestellen wir Boards in Industriequalität, bei denen „Verbraucher“ ausreichen würden, wodurch die Boardkosten verdoppelt, aber die Endproduktkosten erhöht werden um 0,3% und weit über die erforderlichen Spezifikationen zu bringen, anstatt "nur", und das Produkt nur unter widrigen Bedingungen arbeiten zu lassen, anstatt dem Kunden zu erklären, dass es unter diesen Bedingungen nicht verwendet werden soll.)
Einer antworten:
#1
+4
Trevor Archibald
2015-02-09 00:44:58 UTC
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Um Ihre Frage direkt zu beantworten: Ja, die Kälte kann ein Problem für Standard-Strukturschrauben sein, da die Kälte ein Problem für nahezu jedes Metall oder jeden Kunststoff sein kann. Ich kann einen Einblick geben, warum die Kälte ein Faktor ist, aber ich möchte klarstellen, dass ich keine Empfehlung für akzeptable Temperaturbereiche für die Standardschrauben abgeben kann. Wenn Sie also keine Daten finden, um den ordnungsgemäßen Betrieb sicherzustellen Von diesen ist es möglicherweise am besten, die Niedertemperaturschrauben zu verwenden, um die Sicherheit zu gewährleisten.

In Metallen ist dieses Phänomen als duktil-spröder Übergang bekannt, der bei einer bestimmten Temperatur auftritt, die auf dem Material und der Dehnungsrate basiert. Beachten Sie, dass dies davon abhängt, wie schnell Sie das Material verformen und nicht wie viel Kraft Sie anwenden.

Es gibt zwei Arten von Verformungen: elastische (bei denen das Material in seine ursprüngliche Form zurückkehrt) und plastische (bei denen sich das Material dauerhaft verformt). Auf molekularer Ebene tritt elastische Verformung auf, wenn die Bindungen zwischen Molekülen in der Material sind gedehnt. Da keine dauerhafte Änderung der Struktur auftritt, kann das Material seine ursprüngliche Form beibehalten. Ab einem bestimmten Punkt beginnt sich die Struktur zu ändern, häufig in Form einer Versetzungsbewegung. Bestehende Materialfehler beginnen sich zu bewegen, und diese Bewegung kann nicht spontan rückgängig gemacht werden, was zu einer dauerhaften Veränderung führt.

Die Leichtigkeit und Geschwindigkeit der Versetzungsbewegung hängt teilweise von der Temperatur ab. Die Temperatur ist ein Maß für die Energie, und wenn ein Material mehr Energie enthält, fließt ein Teil dieser Energie in Richtung Versetzungsbewegung. Dies ist wichtig, da eine Versetzungsbewegung dazu beitragen kann, einen Bruch zu verhindern. In allen Teilen sind Risse vorhanden, die nicht zu vermeiden sind, und Teile brechen an diesen Rissen, weil sich dort die Spannung konzentriert und das Material von Natur aus schwächer ist.

Bei diesen Rissen fließt ein Teil der Energie in die Bildung neuer Oberflächen (wobei sich der Riss weiter in den Teil ausbreitet). Der größte Teil der Energie fließt in die Bewegung der Versetzungen durch plastische Verformung des Materials. Wenn das Material zu verformungsbeständig (zu spröde) ist, wird durch Verformung keine Energie abgeführt, so dass mehr Energie für die Rissausbreitung zur Verfügung steht. Dies führt dazu, dass Metalle bei niedrigeren Temperaturen eher brechen. Bei einer bestimmten kritischen Temperatur wird das Material spröder als duktil und seine Bruchzähigkeit wird erheblich verringert.

Die Bestimmung dieser Temperatur ist theoretisch nicht einfach und wird meiner Meinung nach normalerweise experimentell durchgeführt.

Dieses Papier ist das, was ich verwendet habe, um mein Gedächtnis aus meiner Klasse für molekulares Materialverhalten aufzufrischen. Es enthält einige gute Informationen, aber ich würde mir keine Sorgen machen, dass ich in der Mathematik stecken bleiben könnte weil es für nicht vereinfachte Fälle unglaublich komplex ist. Die Erklärungen sind jedoch nicht so schlecht.

Wie ich oben sagte, lautet die einfache Antwort Ja, dies wirkt sich auf die Schraubenfestigkeit aus, und ich denke, die Standards zögern, spezifische Antworten zu geben, wenn der Bolzen ist nicht für einen Temperaturbereich ausgelegt, da die Schraubengröße, die Fehlergröße und die Art der Belastung dies beeinflussen können.

Sie haben gute Arbeit geleistet, um Hintergrundinformationen für meine Besorgnis hinzuzufügen. Dies ist der Grund, warum Baustähle Charpy-Tests unterzogen werden.


Diese Fragen und Antworten wurden automatisch aus der englischen Sprache übersetzt.Der ursprüngliche Inhalt ist auf stackexchange verfügbar. Wir danken ihm für die cc by-sa 3.0-Lizenz, unter der er vertrieben wird.
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