自動車の軽量化傾向により,アルミ合金部品は広く使用されています.例えば,サブフレームや制御アームなどのシャーシ部品では,アルミ合金部品は,これらの部品のアルミ合金の使用は,強度と硬さを保証しながら,シャーシの重量を減らすことができますさらに,エンジンの部品,例えばエンジンブロックやシリンダーヘッドでは,アルミニウム合金の使用はエンジンの重量を減らすことができますエンジンの出力を向上させるのです軽量車両の開発は,従来のガソリン自動車の燃料効率と電気自動車の走行距離を改善するのに有益です.

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鋼材とアルミニウム部品の違い

1.1 戦闘期間

糸付きの接続が滑らないようにするため鋼部品とアルミニウム部品のスレッド接続の取り込み長さの違いは,主にそれらの異なる材料特性から生じる..

鉄鋼の強さと硬さは アルミニウムより通常高い.したがって,同じ負荷にさらされると,鉄鋼部品のスレッド付き接続に必要な取り込み長さは比較的短い.例えば,適度な負荷条件下では,鉄筋線は,接続強さを確保するために線直径の0.7〜1.5倍のエンゲージメント長を必要とします.

しかし,アルミニウムの強度は比較的低い.同じ接続強度と信頼性を達成するために,そのスレッド接続はしばしばより長い接続長さを必要とします.糸の直径の 2 - 3 倍になる必要があります.

さらに,アルミニウムは比較的高い熱膨張率を持っています.アルミニウム部品のスレッド接続の安定性が影響を受ける可能性がありますこの欠陥を補うために,接続の安定性と信頼性を高めるため,通常,エンゲージメント長さは増加します.さらに,アルミニウムは比較的柔らかいので,糸の変形や磨きが,糸付き接続過程で起こる可能性が高いこのような状況が接続性能に及ぼす影響を減らすためには,アルミ部品のスレッド接続の取り込み長さを増加させることも必要である.

アルミニウムと鋼鉄部品の最小接続長に関する詳細な要件は,次の表から確認できます.

1.2 圧縮強度 負荷容量
螺栓付き接続の信頼性を確保し,接続された表面の粉砕を防止するために,組み立て状態と動作状態の両方で表面圧力をチェックする必要があります.接点の表面圧力が接続された部品の最終圧縮ストレスを超えないことを要求するそうでなければ,接続された部品に損傷があり,前張力が弱まり,スレッド接続が故障します.

一般的に言えば,鋼部品のスレッド接続の圧縮強度は,アルミニウム部品よりも通常かなり高い.

一般的な炭素構造鋼 (例えば45鋼) とアルミ合金 (例えば6061アルミ合金) を例として,同じ仕様と寸法を持つスレッド付き接続条件下で45鋼製の部品の回線接続の圧縮強度は800MPaを超え,最適化処理と高品質の製造の場合,1000MPaを超えることもあります.6061 アルミ合金部品のスレッド接続の圧縮強度は通常約250MPaから350MPaです.

この違いの主な理由は,鉄鋼の強度と硬度がアルミニウム合金よりも一般的に高いという事実にあります.鋼の結晶構造と化学組成により,圧縮による変形と損傷に耐える能力が向上する.

1.3 トーク・アングル法を用いた緊縮プロセス

鉄鋼の弾力電極は通常200〜210 GPaで,アルミニウムの電極は約70〜80 GPaである.

弾性モジュールは,物質の硬さの指標であり,力にさらされた後に元の状態に戻る材料の能力を表しています.鉄鋼の弾性電極は,一般的に190〜210 GPaです.アルミニウムの弾力積が低いため,同じ力によってアルミニウム棒は比較的変形しやすい.

アルミニウムが同じ角度で締めると 歪みやすいのでアルミニウム部品のトルクと軸力の増加は,鋼部品の増加よりも低くなりますしたがって,同じ軸力値を達成するためには,アルミ部品にはより大きな回転角度が必要になります.鋼部品を60 Nm + 90°で締めることで得られる軸力値は,アルミ部品を60 Nm + 120°で締めることで得なければならない.したがって,鉄鋼部品に適用される緊縮プロセスは,必ずしもアルミニウム部品に直接適用されるわけではありません.実験試験によって適切な緊縮過程を決定する必要があります.

1.4 ボルトの軸負荷

接続ペアが軸負荷 FA を負うとき,軸負荷はボルトと接続部品に分解されます.特定の分布値は,次の計算式で示されています.式1はボルトの軸負荷の構成要素であり,式2は接続された部分の軸負荷の構成要素です.

その 中 に は:

F について_{A について}:軸外負荷

F について_{サウスアフリカ}:ボルトの軸負荷の構成要素

F について_パンチ:接続された部品に対する軸性負荷の構成要素.

δ_P:接続された部品の適合性

δ_S合同性 合同性 合同性

1.5 高温での追加のストレス

高温の接続場所でのスレッド接続アプリケーションでは,ボルトと接続された部品の異なる熱膨張係数が追加のストレスを引き起こす可能性があります.螺旋連結の軸力を増加または減少させる.

鋼のボルトと鋼の接続部品を組み合わせると,材料の熱膨張係数は基本的に同じなので,追加のストレスは起こらない.

鋼のボルトとアルミの接続部品を組み合わせると,鋼とアルミの熱膨張係数は異なる.アルミニウムの熱膨張係数は約23です.6×10−6/°Cで,鉄鋼は約12×10−6/°Cである.温度の変化により,それらの体積は異なる程度に変化する.アルミの熱膨張係数が大きいということは,温度が上昇すると温度が下がると アルミニウムは鉄よりも収縮します熱膨張係数のこの差は,スレッド接続ペアに追加のストレスを引き起こす可能性があります. 温度が上昇すると,組み立てに関連した追加のストレスは増加し,温度が下がると,組み立てに関連した追加のストレスは減少します.