螺栓安裝時(shí)產(chǎn)生的應(yīng)力與預(yù)緊力矩之間的關(guān)系，直接決定了機(jī)械結(jié)構(gòu)的可靠性。安裝過(guò)程中，螺栓受到的拉力會(huì)轉(zhuǎn)化為內(nèi)部應(yīng)力，過(guò)高的應(yīng)力可能導(dǎo)致螺栓斷裂，過(guò)低的應(yīng)力則可能讓連接部位松動(dòng)。預(yù)緊力矩作為施加在螺栓上的外部扭矩，需要精確控制才能達(dá)到理想的應(yīng)力水平。
    螺栓材料的彈性模量和屈服強(qiáng)度直接影響預(yù)緊力的安全范圍。普通碳鋼螺栓的彈性變形區(qū)間較小，施加力矩時(shí)容易超過(guò)屈服點(diǎn)。高強(qiáng)度合金鋼允許更大的預(yù)緊力，但需要配合表面鍍層減少摩擦損耗。表面處理方式如磷化、達(dá)克羅涂層會(huì)改變摩擦系數(shù)，潤(rùn)滑劑的使用效果更明顯，同一規(guī)格螺栓使用潤(rùn)滑劑后，預(yù)緊力矩需求可能下降30%以上。
    扭矩法仍是主流的控制手段，操作者通過(guò)定扭扳手施加預(yù)設(shè)力矩。實(shí)際應(yīng)用中，摩擦系數(shù)波動(dòng)會(huì)導(dǎo)致實(shí)際預(yù)緊力偏差達(dá)到±25%。轉(zhuǎn)角法需要先施加基礎(chǔ)力矩消除間隙，再旋轉(zhuǎn)特定角度拉伸螺栓。這種方法更適合高強(qiáng)度螺栓，但需要精確測(cè)量螺紋升角。液壓拉伸器通過(guò)油壓直接產(chǎn)生軸向拉力，消除了摩擦因素干擾，常用于核電設(shè)備等關(guān)鍵部位。
    連接件表面的平整度經(jīng)常被忽視，0.1mm的平面度誤差可能讓30%的預(yù)緊力消耗在矯正變形上。組合墊片的使用能改善受力分布，但會(huì)增加系統(tǒng)剛度變化。高溫環(huán)境下，不同材料的熱膨脹系數(shù)差異會(huì)導(dǎo)致預(yù)緊力變化，304不銹鋼螺栓與碳鋼基體在150℃溫差下，預(yù)緊力可能衰減15%。
    風(fēng)電塔筒法蘭連接案例顯示，M36規(guī)格的10.9級(jí)螺栓需要施加980N·m的預(yù)緊力矩，使用二硫化鉬潤(rùn)滑劑后調(diào)整至820N·m。安裝后48小時(shí)內(nèi)需要進(jìn)行力矩復(fù)查，發(fā)現(xiàn)約5%的螺栓出現(xiàn)10%以上的預(yù)緊力衰減，需重新擰緊。橋梁鋼結(jié)構(gòu)采用轉(zhuǎn)角法施工時(shí)，操作人員需接受專(zhuān)項(xiàng)培訓(xùn)，確保旋轉(zhuǎn)角度測(cè)量誤差不超過(guò)±5度。
    重復(fù)使用的螺栓會(huì)出現(xiàn)螺紋損傷，第三次使用時(shí)的摩擦系數(shù)比新螺栓增加20%，對(duì)應(yīng)預(yù)緊力矩需要上調(diào)15%才能達(dá)到同等預(yù)緊力。安裝記錄應(yīng)包括螺栓批次號(hào)、潤(rùn)滑劑型號(hào)、環(huán)境溫度等數(shù)據(jù)，便于后期故障分析。扭矩扳手每使用5000次或半年必須校準(zhǔn)，現(xiàn)場(chǎng)需配備±3%精度的校驗(yàn)儀。
    預(yù)緊力矩的確定需要綜合考慮連接面粗糙度、防松措施、振動(dòng)環(huán)境等多重因素。彈性墊圈會(huì)降低系統(tǒng)剛度，在振動(dòng)場(chǎng)合可能加速松動(dòng)。法蘭連接采用力矩梯度法，從中心螺栓開(kāi)始按輻射狀順序分三次擰緊，每次遞增50%力矩值。重要部位安裝后需進(jìn)行超聲波應(yīng)力檢測(cè)，確保實(shí)際應(yīng)力值在設(shè)計(jì)值的±10%范圍內(nèi)。