通过实验检测分析螺栓装配滑牙原因

 某汽车车型后下控制臂到后幅车架连接点在接头实验中出现滑牙现象。通过拆卸分析，未确定是螺栓或螺母滑牙。在螺栓拧紧过程中，一般以螺栓强度评判拧紧的程度，螺母强度要求大于等于螺栓，不允许出现滑牙现象。除此对于存在于零件上的螺纹孔，内螺纹滑牙需要更换零件成本较大，因此在接头失效测试中希望得到的失效方式是螺栓断裂。

2.1拧紧曲线分析

 该螺栓为M16x1.5螺栓，强度等级10.9级，摩擦系数范围0.10-0.16，在拧紧装配过程中，螺栓屈服载荷在135-156KN附近。从拧紧曲线分析，螺栓屈服轴向载荷在160KN附近，与螺栓屈服接近，且屈服平台比较宽。且从螺栓本身分析已经有缩颈发生。拧紧后期曲线出现螺母发生滑牙的形态及扭矩缓慢下降，最后螺母滑牙。

2.2螺栓强度分析

 螺栓是10.9级螺栓，分析滑牙是否是因为螺栓强度较高导致，因此进行抗拉强度测试。测试结果显示，螺栓抗拉强度1102Mpa，在10.9级螺栓强度要求范围内，螺栓没有问题。

2.3、螺母强度分析

 螺母强度较弱，会发生螺母滑牙，因此对螺母进行保证载荷测试，在保证载荷力下，螺母无异常。

2.5零件原因分析

2.5.1螺栓变形分析

 通过对拧紧后的螺栓进行分析，发现螺栓螺纹滑牙严重，且螺栓螺纹部分出发生明显可见的弯曲现象，螺栓如下图所示。因此分析在拧紧后期螺栓发生弯曲，弯曲原因可能是由零件导致。

2.5.2 零件变形分析

  螺栓的变形是由于零件的变形导致，零件如下图所示的常见的开档衬套结构。通过对衬套的尺寸测试发现，衬套尺寸有轻微变形。一边有压陷的现象发生。

 从零件的结构入手分析，零件为开档结构，且钣金较厚，靠接内侧部分在受压变形过程中，有内部支撑，变形缓慢，且从螺栓对表面的压痕分析，确实靠近内侧一边变形严重。靠近外侧一边，由于无支撑，因此衬套承受压力较大。造成衬套变形，如下图所示。最终造成螺栓的弯曲。螺栓弯曲后，螺纹单面受力较大，超过螺栓强度极限，发生滑牙，最后继续拧紧过程中出现螺栓和螺母滑牙现象。

 拧紧过程滑牙是常见的失效现象，可能由于螺栓强度不足，螺母强度不足，啮合长度过短，牙型不对应，未对中，零件弯曲变形等原因导致。任何一种情况发生都会造成接头存在安全隐患。如该案列，滑牙原因是零件变形导致。如该接头拧紧后，也容易发生轴力衰减，螺栓松动最后失效断裂，造成巨大的安全隐患。因此对于本连接点有以下建议：一，调整开档结构，外侧间隙可以大于内侧间隙；二，增加衬套的硬度，防止压溃的发生，三，增大内侧衬套承压直径。建议对设计改进后，通过实验进行验证。