Vi ved alle, at ved vigtige boltforbindelser,bolteskal strammes, og denne tilspænding har kvantitative evalueringsindikatorer, det vil sige tilspændingsmoment (eller rotationsvinkel osv.). Forskellige bolte har forskelligt tilspændingsmoment i forskellige applikationer. Selv for bolte med samme specifikation, forskellige producenter, nøjagtighed, smørebelægninger, er tilspændingsmomentet for bolte forskelligt, fordi når vi designer bolte, ønsker vi at få forspændingskraften af bolte. Tilspænding af bolte er kun en af metoderne til at realisere bolt forspænding. Et vigtigt formål med at anvende forspændingskraft er at forbedre udmattelseslevetiden for bolte. Hvorfor øges udmattelseslevetiden for bolte efter forspænding?
Først og fremmest, hvad er de faktorer, der påvirker udmattelseslevetiden for bolte? Træthedsstyrke af materialer, amplitude af vekslende spænding på bolte, gennemsnitlig spænding, frekvens af spændingscyklus. For den samme specifikke anvendelse er den eneste måde at forlænge udmattelseslevetiden for bolte uden at ændre boltspecifikationen at reducere amplituden af vekslende spænding eller reducere den gennemsnitlige spænding.
Lad os tage et kig på boltkraften under den samme ydre belastning, når bolten er spændt henholdsvis ikke spændt.
1. Når bolten ikke påfører forspændingskraft (kun hver forbindelsesflade er klistret ind)
Under denne arbejdstilstand, fordi boltens forspændingskraft er meget lille, er emnets forbindelsesflader adskilt fra hinanden, når emnet er under spænding. Spændingen, boltkraften og lirkekraften danner et vægtstangsbalancekraftsystem, og boltekraften stiger proportionalt med stigningen af ekstern kraft. I dette tilfælde er det tilsvarende forhold mellem trækkraft og boltkraft vist i figur 2-kurve 2
Boltkraften stiger tydeligvis med stigningen af ekstern kraft.
2. Når der påføres en forspændingskraft påBolt
Under denne arbejdstilstand, fordi forspændingskraften af bolten er stor nok, når forbindelsesfladerne er under tryk, når emnet er under spænding, begynder trykket mellem emnets forbindelsesflader at falde. Når spændingen når en vis grad, er trykket mellem forbindelsesfladerne nul og begynder at adskilles fra hinanden. Før det ændrer boltkraften sig langsomt, og derefter danner spændingen, boltkraften og lirkekraften et vægtstangsbalancekraftsystem, og boltekraften stiger proportionalt med stigningen af ekstern kraft. I dette tilfælde er det tilsvarende forhold mellem trækkraft og boltkraft vist i figur 2-kurve 1
Det kan ses af figuren, at når boltforbindelsen bærer den vekslende belastning fra {{0}} til t, hvis bolten ikke spændes, vil variationsområdet for boltkraften være stort. Når bolten er spændt i henhold til designmomentet, og boltforbindelsen er under den samme vekslende belastning fra 0 til t, er variationsområdet for boltkraften meget mindre. Variationsområdet for boltkraften har stor indflydelse på boltens udmattelseslevetid. Jo mindre variationsområdet for boltspændingen er, desto længere er udmattelseslevetiden. For at reducere variationsområdet for boltkraft er det ofte nødvendigt at sikre, at boltforbindelsen ikke adskilles, når den bærer ekstern belastning i designet. For samtidig at sikre, at bolten ikke brydes under grænsebelastningen, må boltens forspændingskraft ikke være større end en bestemt værdi. Et rimeligt design af boltens forspændingskraft kan maksimere materialeudnyttelsen af bolten.
