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FAILURE ANALYSIS OF A FASTENER SYSTEM AND ITSANALYTICAL PREDICTION

机译：扣件系统的失效分析及其分析预测

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This paper describes the failure analysis performed for a fastener system commonly used in civilrnconstruction. This system was manufactured using AISI-SAE 1045 steel and showed unusualrnsudden cracking while a preload was applied under normal working conditions. An exhaustivernstudy aiming to find the cause or causes of this unusual cracking, including experimental workrnand analytical prediction, is the main objective of this work. Experimental techniques likernfractography, metallographic inspection and spectrometry revealed defective manufacture andrnprocessing techniques of the elements. Furthermore, microstructural analysis revealed thernpresence of Widmanstatten ferrite which induces a fragile behaviour of the material. An analysisrnof the applied stresses on the fastener during preloading using a proposed analytical methodrndemonstrated the presence of elevated loads that caused the initiation of cracks along the lengthrnof the fastener. This premature failure could be avoided if a proper heat treatment was applied tornthe fasteners. The analytical model, based on Lamé’s theory, is considered an easy to use tool inrnorder to predict the failure of similar fasteners and mechanical elements.
机译：本文介绍了对民用建筑中常用的紧固件系统进行的失效分析。该系统是使用AISI-SAE 1045钢制造的，在正常工作条件下施加预紧力时会显示出异常的突然开裂。一项详尽的研究旨在找出这种异常破裂的原因，包括实验工作和分析预测，是这项工作的主要目标。显微照相，金相检验和光谱学等实验技术揭示了这些元素的不良制造和加工技术。此外，显微组织分析表明存在维德曼斯坦铁素体，其引起材料的脆性行为。使用一种建议的分析方法对预紧期间紧固件上的应力进行了分析，结果表明存在较高的载荷，该载荷导致沿紧固件的长度方向产生裂纹。如果对紧固件进行适当的热处理，则可以避免这种过早的故障。基于拉梅理论的分析模型被认为是一种易于使用的工具，无法预测相似紧固件和机械元件的故障。

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