特斯拉螺栓断裂分析

召回螺栓连接部位说明

从召回说明中可以看出连接螺栓材质为铝合金，电机和齿轮箱的壳体也都是铝合金材质，正常情况下这种材质的螺栓是不会容易造成腐蚀的。但召回说明中提及是由于融雪剂造成的腐蚀，使螺栓造成断裂。

根据model S的特斯拉工程师的说明，融雪剂中特别是经常使用钙盐或镁盐而不是氯化钠（食盐）会造成更大的腐蚀。

融雪剂主要分为两大类：

 一类是以醋酸钾为主要成分的有机融雪剂，虽然这一类融雪剂融雪效果好，没有什么腐蚀损害，但它的价格太高，一般只适用于机场等地； 

 另一类是氯盐类融雪剂，包括氯化钠、氯化钙、氯化镁、氯化钾等，通称作“化冰盐”。它的优点是便宜，价格仅相当于有机类融雪剂的1/10，但它对大型公共基础设施的腐蚀是很严重的。

根据王树轩等撰写的论文《氯盐型融雪剂碳钢腐蚀性的测定新方法》，当配置成溶液浓度低于4％时 ，腐蚀物失重率为CaCl2>MgCl2>NaCl，因此当浓度低于4%时，钙盐和镁盐的融雪剂会引起更大的腐蚀。

这个螺栓的连接装配后，基本没有外露部分，原则上不会造成螺栓本身的腐蚀。分析可能的原因是融雪剂会渗入到螺纹孔中，造成螺纹、螺纹孔的腐蚀，特别是螺纹孔腐蚀后，如果螺纹孔的设计啮合长度又比较短，可能就会造成螺纹孔的滑牙，或者即使不滑牙也会引起预紧力的下降，在长期的疲劳载荷作用下会导致螺栓的疲劳断裂。

从召回措施说明中采用密封剂来对螺栓头部、电机与齿轮箱壳体以及它们的接触面，这样就会减少腐蚀，特别是螺栓头与齿轮箱壳体、齿轮箱壳体与电机壳体之间的腐蚀。

从这些措施中也可以看出实际上螺栓本身设计或质量都是没有问题的，主要是由于被连接件可能会产生腐蚀，特别是接触面之间腐蚀，加上齿轮箱壳体法兰壁厚比较薄，造成被连接件的刚度比较大，如果在接触面出现一定的腐蚀后，被连接件夹紧长度出现很微小的变化，也会造成预紧力的下降，从而在疲劳载荷作用下就会产生结合面开口的问题，从而造成较大的疲劳应力，螺栓有些能就会出现疲劳断裂。

另外，此处通常采用钢制8.8级螺栓，而特斯拉说明中采用铝合金螺栓，如果与通常的8.8级螺栓规格一致的话，可能会造成夹紧力不足；

如果采用比8.8级螺栓规格更大一级规格的话，如采用M8的规格，而其他零件采用共用零件，借用其他车型零件的话，这样就会造成铝合金被连接件的壁厚变薄，从而会引起强度不足等一系列的问题。

此处转向机电机安装螺栓召回的主要原因是：由于融雪剂的作用造成被连接件，特别是结合面之间出现一定的腐蚀作用，造成被连接件夹紧长度微小的减小，从而减低螺栓的预紧力，最终在疲劳载荷作用下，产生螺栓的疲劳断裂。

通常，此处螺栓都是采用8.8级钢制螺栓，特斯拉采用铝合金螺栓，可能会造成螺栓强度低，预紧力不足，在外部载荷作用下，会造成被连接件的开口，从而产生较大的疲劳应力，可能引起螺栓的疲劳断裂。

还有一个可能原因是：被连接件借用现有成熟零件，更大的铝合金螺栓造成啮合长度不足，或者螺纹孔加大后壁厚变薄造成强度不足。

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