专家天地: 现象背后的故事

问：  什么是「原始螺栓现象」？

答：  「原始螺栓现象」（Virgin Bolt Phenomenon）是 Rolf Steinbock 在对 Superbolt 拉伸器开展早期研究时创造的词组。确定预紧力数值时，需扭紧 Superbolt 拉伸器，以便对相应的测试螺杆进行拉伸，并在测试前后测量总长度（使用胡克定律计算荷载）。测试中出现的不一致结果，导致图标数据形成一个奇怪的曲线，无法解释。释放测试荷载后重新测量螺杆时，他观察到一个奇特的现象，测试螺杆不一定总能恢复到原始长度，因而导致巨大误差（其中一次测试达到 34%）。

令人不解的是，这种现象仅在第一次测试时发生。此次测试之后，螺杆皆能恢复到新建立的基础长度。这种表面上的「永久拉伸」并非由于材料塑变导致，因为测试是在屈服值下执行。进一步测试表明，这是在预热处理材料被加工成螺桩时出现的问题。而在后热处理的螺栓中未观察到此现象。这表示加热处理导致螺栓杆外部快速变硬，致使芯部受到剧烈压缩并将晶粒聚在一起。制造过程中剥离其外层会释放这种压力。施加于成品螺杆外部的拉伸荷载有效地使晶粒重新定位（如同解开链条）。

由于测试或现场维修时，主要是对「原始」加工螺桩进行拉伸测量，因此必须将螺杆拉伸一次，然后重新建立新的基础长度，以确保数值正确。「原始螺栓现象」并不广为人知，但在正确评估拉伸测量结果时，该现象是重要的变量，必须纳入考虑范围内。