A nyomaték–előfeszítő erő összefüggéseiben szereplő nyomaték- és súrlódási tényezők kísérleti meghatározása csavarkötéseknél
Experimental determination of torque and friction coefficients in the torque–preload relationships of bolted connections
Keywords:
bolted connections, nut factor, torque-preload relationship, lubrication, friction coefficients, /, csavarkötések, anya tényező, nyomaték–előfeszítő erő összefüggés, kenés, súrlódási tényezőkAbstract
This study examines the torque–preload relationship in bolted connections with deeply embedded anchor bolts used in precast concrete structures. It evaluates torque and friction coefficients under different lubrication and tightening torque levels. Lubrication notably reduces friction, while higher torque flattens surfaces, further lowering friction. Connection type and size had minimal impact. Findings highlight the need for precise, case-specific analysis in structural applications.
Kivonat
A tanulmány a nyomaték–előfeszítő erő kapcsolatát vizsgálja mélyen beágyazott csavarkötéseknél előregyártott beton szerkezetekben. A nyomaték- és súrlódási tényezőket különböző kenési állapotok és meghúzási nyomatékok mellett értékelték. A kenés jelentősen csökkenti a súrlódást, a nagyobb nyomaték pedig a felületek kisimulása révén tovább mérsékli azt. A kötés típusa és mérete csekély hatással volt. Az eredmények hangsúlyozzák az egyedi, pontos vizsgálatok fontosságát szerkezeti alkalmazásokban.
References
Nassar, S. A., El-Khiamy, H., Barber, G. C., Zou, Q., Sun, T. S., An Experimental Study of Bearing and Thread Friction in Fasteners, Journal of Tribology, 127(2), pp. 263–272, 2005.
Nassar, S. A., Ganeshmurthy, S., Ranganathan, R. M., Barber, G. C., Effect of Tightening Speed on the Torque-Tension and Wear Pattern in Bolted Connections, Journal of Pressure Vessel Technology, 129(3), pp. 426–440, 2007.
Croccolo, D., De Agostinis, M., Vincenzi, N., Failure analysis of bolted joints: Effect of friction coefficients in torque–preloading relationship, Engineering Failure Analysis, 18(1), pp. 364–373, 2011.
Nassar, S. A., Matin, P. H., Barber, G. C., Thread Friction Torque in Bolted Joints, Journal of Pressure Vessel Technology, 127(4), pp. 387–393, 2005.
Robert C. Juvinall, K. M. M., Fundamentals of Machine Component Design (3rd ed.), 2000.
Motosh, N., Development of Design Charts for Bolts Preloaded up to the Plastic Range, Journal of Engineering for Industry, 98(3), pp. 849–851, 1976.
VDI Handbuch Konstruktion 2230. Systematic calculation of high duty bolted joints – joints with one cylindrical bolt, 2001.
Alsardia, T., Bolt Preload Variations During Repeated Tightenings, Acta Polytechnica Hungarica, 21(2), pp. 133–150, 2024.
Zou, Q., Sun, T. S., Nassar, S. A., Barber, G. C., Gumul, A. K., Effect of Lubrication on Friction and Torque-Tension Relationship in Threaded Fasteners, In Part A: Tribomaterials; Lubricants and Additives; Elastohydrodynamic Lubrication; Hydrodynamic Lubrication and Fluid Film Bearings; Rolling Element Bearings; Engine Tribology; Machine Components Tribology; Contact Mechanics (pp. 591–602). ASME, 2006.
Jiang, Y., Zhang, M., Park, T.-W., Lee, C.-H., An Experimental Investigation on Frictional Properties of Bolted Joints, In Analysis of Bolted Joints (pp. 59–66). ASMEDC, 2002.
Güler, B., Gürsel, K. T., Experimental analysis of the friction coefficient effect of the zinc‐lamella coated fasteners on bolt preload and tightening moment, Materialwissenschaft und Werkstofftechnik, 50(6), pp. 696–705, 2019.
Grabon, W. A., Osetek, M., Mathia, T. G., Friction of threaded fasteners, Tribology International, 118, pp. 408–420, 2018.
Liu, Z., Zheng, M., Yan, X., Zhao, Y., Cheng, Q., Yang, C., Changing behavior of friction coefficient for high strength bolts during repeated tightening, Tribology International, 151, pp. 106486, 2020.
Morgan, R. C., Henshall, J. L., The Torque–Tension Behaviour of 22 × 1.5 mm Bolts for Fixing Spigot-Located Wheels on Heavy Commercial Vehicles, Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part D: Journal of Automobile Engineering, 210(3), pp. 209–214, 1996.
Finnish Standards Association, SFS-EN ISO 16047, Fasteners. Torque/clamp force testing. Helsinki, 2005.
VILLE PALVANEN, TORQUE MOMENT – TENSION FORCE RELATION FOR ANCHOR BOLTS. Tampere University of technology, 2018.
PFEIFER connections, (n.d.), from https://www.pfeifer.info/en/home/ (Retrieved April 10, 2025).
