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螺栓扭矩衰减曲线
螺栓扭矩衰减曲线在机械和建筑等领域中，螺栓是用来连接两个或多个部件的重要元件。
螺栓的扭矩衰减曲线是评估其性能和寿命的重要指标之一。
以下是螺栓扭矩衰减曲线的主要方面，包括初始扭矩、最终扭矩、扭矩衰减、温度影响、腐蚀影响、重复使用、表面处理和安装顺序。
1.初始扭矩初始扭矩是螺栓刚开始拧紧时所需的扭矩。
这个扭矩取决于螺栓的直径、长度、材质和表面处理等因素。
在一般情况下，初始扭矩可以通过试验或参考制造商提供的数据来确定。
2.最终扭矩最终扭矩是螺栓拧紧到预定位置所需的扭矩。
这个扭矩通常是根据连接部件的要求和螺栓的性能来设定的。
在拧紧螺栓时，最终扭矩可以通过使用扭矩扳手或电动螺丝刀等工具来测量和记录。
3.扭矩衰减螺栓的扭矩衰减是指随着时间的推移，螺栓所需的扭矩逐渐减小。
这个过程通常分为三个阶段：弹性阶段、塑性阶段和完全塑性阶段。
在弹性阶段，螺栓的扭矩衰减较快，而在塑性阶段和完全塑性阶段，扭矩衰减逐渐减缓。
4.温度影响温度变化对螺栓的扭矩衰减有显著影响。
当温度升高时，材料的弹性模量降低，螺栓的扭矩衰减加快。
相反，当温度降低时，材料的弹性模量增加，螺栓的扭矩衰减减慢。
因此，在极端温度条件下工作的螺栓需要特别关注其性能变化。
5.腐蚀影响腐蚀也会影响螺栓的扭矩衰减。
例如，氧化腐蚀会导致螺栓的表面硬度降低，从而影响其扭矩衰减性能。
此外，腐蚀还会导致螺栓的预紧力下降，进而影响其工作性能和使用寿命。
因此，对于在腐蚀环境中工作的螺栓，需要选择耐腐蚀的材料和表面处理方法。
6.重复使用重复使用会对螺栓的扭矩衰减产生影响。
在重复拧紧和松开螺栓的过程中，螺栓的表面会受到磨损和变形的影响，导致其性能下降。
因此，建议不要重复使用螺栓，尤其是在重要的连接部位。
7.表面处理表面处理可以改变螺栓的性能和寿命。
常见的表面处理方法包括镀锌、涂层和喷丸等。
这些方法可以提高螺栓的抗腐蚀性和耐磨性，从而延长其使用寿命。
选择合适的表面处理方法需要根据使用环境和工况来确定。
螺栓紧固扭矩衰减介绍
螺栓紧固扭矩衰减介绍目录扭矩衰减的改善措施6.5.4.1.扭矩衰减的概述3.扭矩衰减的影响因素螺纹连接状态的分类扭矩衰减的测量动态扭矩与静态扭矩2.1.螺纹连接状态的分类螺纹连接状态分类硬连接一般来说，以规定扭矩的5%为起点，在起始扭矩到达规定扭矩时，螺栓转过的角度在30度以下软连接一般来说，以规定扭矩的5%为起点，在起始扭矩到达规定扭矩时，螺栓转过的角度在720度以上中性连接一般来说，以规定扭矩的5%为起点，在起始扭矩到达规定扭矩时，螺栓转过的角度在30度至720度之间ISO5393“螺纹紧固件用旋转式气动装配工具性能试验方法”（国标对应版本为GB/T26547-2011)提及：不同的阶段的扭矩值生产过程中下线检测2.动态扭矩与静态扭矩动态扭矩:动态扭矩是指紧固件在被紧固过程中测量得到的峰值，一般来说，是由动力工具施加得到动态扭矩，动态扭矩是在拧紧过程中测量的。
动态扭矩产生的对于螺栓的轴向预紧力满足工程上对预紧力的要求。
静态扭矩：一个紧固件被紧固好之后，将其在拧紧方向上继续旋转的瞬间所需要的扭矩。
静态扭矩是在紧固之后测量的。
检测扭矩：静态扭矩标准时用来监控生产过程的稳定性，因此又称为检测扭矩。
在静态扭矩测量过程中，如出现静态扭矩值小于动态扭矩，则认为扭矩存在衰减。
注：衰减并不一定说明连接失效，需要实验论证。
一般认为，硬连接和中性连接不存在扭矩衰减，软连接扭矩衰减较为严重。
但在实际生产、使用过程中，对于任何连接，随着时间的推移都会有一定程度的扭矩衰减，软连接中扭矩衰减尤为严重，扭矩衰减不能完全避免，只能通过对各种影响因素的控制和优化来改善衰减状况，确保扭矩衰减后的夹紧力不低于设计夹紧力的最低要求是我们控制的目标。
拧紧工作完毕后发生在紧固件上扭矩降低现象即为扭矩衰减，衰减后的扭矩值低于目标值但较为稳定，一般在拧紧操作完成后30ms 内会完成60%以上的扭矩衰减。
该性质作为我们降低扭矩衰减的重要理论依据进行应用。
螺栓拧紧过程中的摩擦与扭矩消耗
螺栓拧紧过程中的摩擦与扭矩消耗螺栓的拧紧过程是一个克服摩擦的过程，在这一过程中存在螺纹副的摩擦及端面摩擦。
通常情况下，装配扭矩的约90%都由于螺纹副摩擦及端面摩擦消耗掉了，只有约10%转化为螺栓轴向夹紧力。
理论上，螺栓拧紧过程中拧紧扭矩T 、螺栓轴向力F 与摩擦系数及螺纹形状尺寸之间有(1)式关系[1]： ⎭⎬⎫⎩⎨⎧+β+α'≈⎪⎪⎭⎪⎪⎬⎫⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧+βα'-β+α'=μμμμμw w p s p w w s s p d d d d d tg F 21tg 1tg 2F T cos cos cos (1) 式中，μs 为螺纹副摩擦系数；μw 为端面摩擦系数；d p 为螺栓有效直径，粗牙螺纹d p ≈0.906d,细牙螺纹d p ≈0.928d ；d w 为端面摩擦圆等效直径，d w =2i2u 3i 3u d d d d 32--≈1.3d ；d u 、d i 分别为摩擦圆的外径及内径；d 为螺纹公称直径；β为螺纹升角,粗牙螺纹β≈2︒50'，细牙螺纹β≈2︒10'；α'为垂直截面内的螺纹牙形半角，约为29︒58'。
(1)式右侧第1、2、3项可分别理解为螺纹副摩擦消耗的扭矩、螺栓伸长（产生轴向预紧力）消耗的扭矩以及端面摩擦消耗的扭矩。
若取μs =μw =0.15,则可求得粗牙螺纹与细牙螺纹中各部分的扭矩消耗如表1。
当然，由于摩擦条件（摩擦系数、几何尺寸等）的不同，螺栓拧紧过程中的扭矩消耗比例会有所区别，如对于镶有尼龙衬垫或具有异形螺纹的紧固件，在拧紧（或松开）时还会消耗一定的自锁扭矩（Prevailing Torque ）。
某8.8级M10普通粗牙螺栓(μs =0.11,μw ≈0.16)在采用普通螺母和具有自锁扭矩的异形螺母时，其拧紧扭矩的消耗比例[2]如表2。
螺栓扭力衰减标准
螺栓扭力衰减标准摘要：1.螺栓扭力衰减标准的定义2.螺栓扭力衰减的原因3.螺栓扭力衰减的测试方法4.螺栓扭力衰减标准的应用5.螺栓扭力衰减标准的重要性正文：一、螺栓扭力衰减标准的定义螺栓扭力衰减标准是指在特定的使用环境下，螺栓的扭力值随着时间的推移而逐渐减少的现象。
这个标准主要用于衡量螺栓在使用过程中的紧固力是否达到预定要求，以保证螺栓连接件的稳定性和安全性。
二、螺栓扭力衰减的原因1.螺栓材料疲劳：在长时间的使用过程中，螺栓材料会因为受到重复的应力作用而产生疲劳，导致扭力值降低。
2.螺纹磨损：螺栓与螺母在长时间的配合使用过程中，螺纹之间会产生磨损，使得螺栓的扭力衰减。
3.环境因素：如高温、高湿、腐蚀等环境因素会影响螺栓的材质和表面状况，从而导致扭力衰减。
三、螺栓扭力衰减的测试方法1.扭矩测试：通过扭矩扳手或扭矩计进行测试，比较初始扭力和使用一段时间后的扭力值，得出螺栓的扭力衰减情况。
2.拉伸测试：通过对螺栓进行拉伸试验，检测其拉伸强度和伸长率，以评估螺栓的性能变化。
3.金相检测：通过金相显微镜观察螺栓的断口和晶粒形态，分析其材料疲劳和磨损程度。
四、螺栓扭力衰减标准的应用1.螺栓连接件的选型：根据扭力衰减标准，选择适合使用环境的螺栓材料和规格。
2.螺栓紧固力的控制：通过检测螺栓的扭力衰减情况，保证其在使用过程中的紧固力始终满足设计要求。
3.螺栓的更换与维护：根据螺栓的扭力衰减情况，定期对螺栓进行检查、更换和维护，确保连接件的安全性能。
五、螺栓扭力衰减标准的重要性1.确保连接件的稳定性：合理的螺栓扭力衰减标准能够保证螺栓连接件在使用过程中的稳定性，从而提高整个结构的安全性。
2.延长螺栓使用寿命：了解螺栓的扭力衰减规律，可以有效地指导螺栓的选型、使用和维护，延长其使用寿命。
螺栓力矩衰减原因
螺栓力矩衰减原因螺栓力矩衰减是指在使用过程中，螺栓所受的扭矩逐渐减小的现象。
螺栓力矩衰减主要有以下几个原因。
摩擦力的作用。
在螺栓连接中，螺纹之间会产生一定的摩擦力。
当螺栓受到扭矩时，由于摩擦力的作用，一部分扭矩会被用于克服摩擦力，而非用于产生预紧力。
随着使用时间的增加，摩擦力会逐渐增大，导致螺栓所受的扭矩减小。
松动现象的发生。
螺栓力矩衰减的一个重要原因是由于连接件的松动。
在振动、冲击或使用过程中，连接件可能会受到外力的作用，从而导致松动。
一旦连接件松动，螺栓的预紧力就会减小，进而导致螺栓所受的扭矩衰减。
螺栓材料的变形也会导致力矩衰减。
螺栓在受到扭矩时，由于受力集中，会发生一定的塑性变形。
虽然这种变形对于螺栓连接的性能有一定的改善作用，但长期使用后，螺栓的材料会逐渐发生塑性变形，导致螺栓所受的扭矩减小。
腐蚀和疲劳也是螺栓力矩衰减的原因之一。
螺栓在使用过程中，可能会受到腐蚀和疲劳的影响。
腐蚀会导致螺栓表面的氧化物增多，产生摩擦力增大的现象，从而导致螺栓所受的扭矩减小。
而疲劳则是由于螺栓在循环加载下逐渐疲劳损伤，导致螺栓所受的扭矩衰减。
为了减少螺栓力矩衰减的影响，可以采取以下措施。
首先，正确选择螺栓材料。
根据具体的使用环境和要求，选择适合的螺栓材料，以提高螺栓的抗腐蚀性和抗疲劳性能。
其次，合理设计螺栓连接。
优化螺栓连接的结构和参数，使其能够在受力过程中尽可能减小摩擦力和应力集中，延缓螺栓力矩衰减的发生。
此外，定期检查和维护螺栓连接也非常重要。
定期检查螺栓连接的紧固力矩，并及时进行维护，以防止松动和腐蚀的发生。
螺栓力矩衰减是由于摩擦力、松动、材料变形、腐蚀和疲劳等因素的共同作用所导致的。
为了减少螺栓力矩衰减的影响，需要正确选择螺栓材料、合理设计螺栓连接，并定期检查和维护连接件。
只有这样，才能保证螺栓连接的可靠性和安全性。
螺栓扭力衰减标准
一、螺栓扭力衰减的概念
螺栓扭力衰减是指在螺栓紧固过程中，由于外力或其他原因，螺栓的扭力逐渐减小的现象。
这会导致螺栓的紧固力逐渐减小，从而影响螺栓的紧固效果和使用寿命。
二、螺栓扭力衰减的标准接受范围
目前，国内外对于螺栓扭力衰减的标准接受范围并没有统一的标准，一般根据使用环境和要求来进行评估。
然而，一般情况下，当螺栓扭力衰减率在10%以内时，可以视为正常现象。
而当螺栓扭力衰减率超过10%时，就需要考虑是否需要更换螺栓或者改变使用方法。
三、螺栓扭力衰减的解决方法
1. 选择合适的螺栓材料和规格。
在使用螺栓前，应该根据使用环境和要求选择合适的螺栓材料和规格。
这可以有效地提高螺栓的使用寿命，并降低螺栓扭力衰减的风险。
2. 正确的螺栓安装方法。
螺栓安装过程中，应该注意安装时的扭矩和螺纹深度等因素。
这可以减少螺栓在使用过程中的扭力衰减。
3. 定期检查和保养。
定期检查和保养螺栓可以发现问题，并及时解决，防止螺栓扭力衰减率超过10%。
影响紧固件扭力衰减的因素及应对方法
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4、扭力衰减
4.4扭力衰减的影响因素
影响因素举例说明：
3、过快的装配速度、不合理的装配动作
③拧紧的次序
螺纹联接时紧固力和紧固顺序相当重要，如紧固力与紧固顺序配合不当，表面看起来螺纹其实都以紧固完
成，实质上螺纹在经过震动、冲击和交变运动后，很快就会松动。所以在成组螺钉、螺母紧固时，一定按
静态扭矩的测 量
返松法
标记法
拧紧法
瞬时松 动法
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夹紧力 的测量
超声波
垫片传感 器
分析设计、工艺参数， 找到并控制影响夹紧 力衰减的因素
确定特定状态下夹 紧力衰减后的值
建立动态扭矩、静态 扭矩及夹紧力关系， 可作为相同连接状态 的检验标准
衰减后夹紧力不满 足要求
衰减后夹紧力满足 要求
降低衰减直至满足 要求
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4、扭力衰减
4.3静态扭力的测量方法
• 方法1 咔哒扳手法（只能作为产品复检手段）
咔哒扳手:只能检测扭矩过低（通常设为扭矩下限的0%） 无法准确检测静态扭矩
因其操作简单，目前生产过程中运用比较多的方法
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4、扭力衰减
4.3静态扭力的测量方法
一种检测监控手段，用数显 扳手+测量方法控制
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4、扭力衰减
4.1扭矩衰减的定义
扭矩衰减:拧紧工作完毕后发生在紧固件上的扭矩降低现象即为扭矩衰 减,衰减后的扭矩低于目标值但较为稳定,一般在拧紧操作完成后的30ms 内会完成60%以上的扭矩衰减。
验证过程 一般静置 5分钟左右
螺栓紧固扭矩衰减介绍
温度
措施
拧紧速度 不合理旳摩擦
拧紧策略 拧紧速度
拧紧顺序
工件
材料硬度 材料强度
粗糙度 构造形式
人、机、料
动态力矩
Dynamic torque
螺纹升角
表面镀层
硬度
粗糙度
强度
螺栓
静态扭矩 static torque
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影响原因举例阐明：1 • 被装配件旳表面粗糙度：材料旳变形--局部嵌入
• 弹性连接材料：尤其是塑料或密封件
确定特定状态下夹紧力衰 减后的值
衰减后夹紧力不满足要求
分析设计、工艺参数，找 到影响夹紧化设计、工艺参数
衰减后夹紧力满足要求
建立动态扭矩、静态扭矩 及夹紧力关系，可作为相 同连接状态的检验标准
5. 扭矩衰减旳影响原因
扭矩衰减旳影响原因诸多，如扭矩衰减已造成连 接失效，不满足产品要求时，应从设计和工艺角 度进行分析、改善。
1.表面粗糙度：表面粗糙度越小，材料表面越光滑， 在拧紧后扭矩衰减越小。
2.材料硬度：提升材料硬度，材料表面相互之间嵌 入越困难，扭矩衰减也越小。
3.弹性材料：塑料或橡胶等，尽量少采用，如必须 采用，应制定周全旳拧紧策略，以确保衰减后旳夹 紧力满足产品要求。
4.螺栓选择：细牙螺栓相比粗牙螺栓螺距更小，螺 纹升角也小，在使用中不轻易松动，所以采用细牙 螺栓扭矩衰减会较粗牙低。
• 弹性连接材料：尤其是塑料或密封件
elastic joint parts: such as plastic and rubber washer
• 过快旳装配速度、不合理旳装配动作
unreasonable assembly speed and sequence
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螺栓紧固扭矩衰减介绍
目
录
扭矩衰减的改善措施
6.
5.4.1.扭矩衰减的概述
3.
扭矩衰减的影响因素
螺纹连接状态的分类扭矩衰减的测量动态扭矩与静态扭矩2.
1.螺纹连接状态的分类
螺纹连接状态分类
硬连接
一般来说，以规定扭矩的5%
为起点，在起始扭矩到达规
定扭矩时，螺栓转过的角度
在30度以下
软连接
一般来说，以规定扭矩的5%
为起点，在起始扭矩到达规
定扭矩时，螺栓转过的角度
在720度以上
中性连接
一般来说，以规定扭矩的5%
为起点，在起始扭矩到达规
定扭矩时，螺栓转过的角度
在30度至720度之间
ISO5393“螺纹紧固件用旋转式气动装配工具性能试验方法”（国标对应版本为GB/T26547-2011)提及：
不同的阶段的扭矩值
生产过程中
下线检测
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2.动态扭矩与静态扭矩
动态扭矩:
动态扭矩是指紧固件在被紧固过程中测量得到的峰值，一般来说，是由动力工具施加得到动态扭矩，动态扭矩是在拧紧过程中测量的。
动态扭矩产生的对于螺栓的轴向预紧力满足工程上对预紧力的要求。
静态扭矩：
一个紧固件被紧固好之后，将其在拧紧方向上继续旋转的瞬间所需要的扭矩。
静态扭矩是在紧固之后测量的。
检测扭矩：
静态扭矩标准时用来监控生产过程的稳定性，因此又称为检测扭矩。
在静态扭矩测量过程中，如出现静态扭矩值小于动态扭矩，则认为扭矩存在衰减。
注：衰减并不一定说明连接失效，需要实验论证。
一般认为，硬连接和中性连接不存在扭矩衰减，软连接扭矩衰减较为严重。
但在实际生产、使用过程中，对于任何连接，随着时间的推移都会有一定程度的扭矩衰减，软连接中扭矩衰减尤为严重，扭矩衰减不能完全避免，只能通过对各种影响因素的控制和优化来改善衰减状况，确保扭矩衰减后的夹紧力不低于设计夹紧力的最低要求是我们控制的目标。
拧紧工作完毕后发生在紧固件上扭矩降低现象即为扭矩衰减，衰减后的扭矩值低于目标值但较为稳定，一般在拧紧操作完成后30ms 内会完成60%以上的扭矩衰减。
该性质作为我们降低扭矩衰减的重要理论依据进行应用。
•60-70%的衰减发生在30毫秒以内
时间
牛米
衰减
断气或断电
规定衰减测量时间及衰减的测量状态扭矩衰减的测量(即夹紧力衰减）
静态扭矩的测量
返松法
标记法
拧紧法
瞬时松动法夹紧力的测量
超声波
垫片传感器
静态扭矩会随着时间的推移而衰减（即夹紧力衰减），被紧固件为非金
属时尤为明显，而影响静态扭矩的因素较多，与夹紧力之间的线性关系
不明显，因此不能通过静态扭矩的值来计算出衰减后的夹紧力，只能通
过专业的实验设备来确定衰减后的夹紧力，从而找到紧固特定产品状态
下夹紧力与静态扭矩的对应关系，而后静态扭矩可以用来监控生产过程
的稳定性。
确定特定状态下夹紧力衰
减后的值
衰减后夹紧力不满足要求
分析设计、工艺参数，找
到影响夹紧力衰减的因素，
控制影响因素降低衰减直
至满足要求
衰减后夹紧力满足要求
固化设计、工艺参数
建立动态扭矩、静态扭矩
及夹紧力关系，可作为相
同连接状态的检验标准
6
动态力矩
Dynamic torque
静态扭矩static torque
工件粗糙度
螺栓
5.扭矩衰减的影响因素
温度
螺纹升角
方法拧紧策略
拧紧速度
拧紧顺序
材料硬度
材料强度
表面镀层粗糙度
结构形式
硬度
强度
拧紧速度不合理的摩擦
人、机、料
扭矩衰减的影响因素很多，如扭矩衰减已导致连接失效，不满足产品要求时，应从设计和工艺角度进行分析、改进。