普通螺母柔性差，與螺栓聯接處各圈螺紋上的載荷分布很不均勻，應力集中嚴重，受壓螺母，載荷按雙曲余弦的規(guī)律分布，容易導致最后幾圈螺紋失效。 圖2.2螺紋上的載荷分布 2.2螺栓的主要失效方式 高強度螺栓廣泛的應用在各種重要設備的緊固連接中，所以常常影響到工程構件的安全性和可靠性。飛行器、橋梁和許多重要機械中，高強度螺栓的失效將會造成重大的經濟損失甚至人身傷亡事故，例如：核反應堆中連接件的破壞危害是巨大的；螺紋連接緊固件是發(fā)動機重要的破壞源，也是限制發(fā)動機功率與安全的關鍵之一。 2.2.1 疲勞失效 疲勞失效是高強度螺栓的主要失效形式之一。雖然高強度螺栓具有耐疲勞的特點，但這是相對普通螺栓和鉚釘連接而言的。在實際工程中，高強度螺栓在很高的預緊力的基礎上，還要承受外界各種反復的作用，如拉壓應力、彎曲應力、剪切應力、沖擊載荷、或者同時承受上述幾種反復載荷。在復雜交變載荷的作用下，疲勞失效依然是高強度螺栓的主要失效形式。重要螺栓預警連接結構中，螺栓除收到軸向預警拉伸載荷的作用外，通常還會在工作過程中受到附加的軸向拉伸（交變）載荷、橫向剪切（交變）載荷或由此復合而成的彎曲載荷的作用。通常情況下，附加的橫向應變載荷會引起螺栓的松動，軸向交變載荷會引起螺栓的疲勞斷裂。螺栓屬于嚴重應力集中的多缺口零件，其疲勞性能將明顯地受到螺栓的結構、尺寸、材料化學成分、熱處理及制造工藝等多鐘因素影響。螺栓的螺紋溝實際上是一個個小的尖銳缺口，例如對于常見的重要汽車螺栓，其螺紋溝疲勞缺口系數kf大多在4～9的范圍內，除螺紋外，螺栓疲勞斷裂的另一薄弱部位是螺栓頭部與桿部的過渡圓角處，由于截面的突變，在該處也存在服役條件下（軸向螺栓載荷），其危險截面位于螺栓首部1～3牙處，這是因為在這個部位的螺栓受力最大，螺紋溝應力集中嚴重，所以螺栓的疲勞性能是一個關鍵考核指標。 2.2.2延遲斷裂 由于高強度螺栓屬于應力集中嚴重的多缺口零件，承受軸向預警拉伸應力和工作應力，此應力與螺栓中的氫（材料本身含有的氫、酸洗、電鍍等螺栓制造過程中侵入鋼中的氫（內氫）或長期暴露過程中發(fā)生腐蝕反應侵入鋼中的氫（外氫））發(fā)生相互作用往往會引起延遲斷裂。因此，高強度螺栓（特別是當螺栓的強度水平超過1200MPa時）除表面處理后必須進行去氫處理外，由于外氫的影響亦有可能發(fā)生延遲斷裂。 2.2.3偏斜拉伸 在裝配使用過程中，螺栓軸線與被連接的機件表面不垂直，或承受偏心載荷，此時在應力集中的螺紋部位造成了更硬的應力狀態(tài)，即除了存在拉應力外，還有附加彎矩作用。
