预紧力是紧固过程中最重要的物理量之一，它能直接影响被连接件的变形量和被连接件之间的摩擦力大小。而传统拧紧工具，如：手动扳手、液压扳手等工具，控制的物理量为“扭矩”，扭矩会受到螺栓加工精度、被连接件表面光滑程度、螺纹之间的摩擦系数等因素的影响，因此，即使控制扭矩与设定扭矩值相同，也无法保证被连接件之间的预紧力大小
拧螺栓过程中，拧紧力矩作用下的螺栓与被联接件之间产生的沿螺栓轴心线方向的预紧力，就叫螺栓预紧力。
对于一个特定的螺栓而言，其预紧力的大小与螺栓的拧紧力矩、螺栓与螺母之间的摩擦力、螺母与被联接件之间的摩擦力相关。
当螺栓承受工作载荷后，因所受的拉力由F0增至F2而继续伸长，其伸长量增加△λ，总伸长量λb+△λ。与此同时，原来被压缩的被连接件，因螺栓伸长而被放松，其压缩量也随着减小。根据连接的变形协调条件，被连接件压缩变形的减小量应等于螺栓拉伸变形的增加量△λ。因而，总压缩量为λm‘=λm -△λ。
而被连接件的压缩力由F0减至F1。F1称为残余预紧力。
预紧可以提高螺栓连接的可靠性、防松能力和螺栓的疲劳强度，增强连接的紧密性和刚性。事实上，大量的试验和使用经验证明：较高的预紧力对连接的可靠性和被连接的寿命都是有益的，特别对有密封要求的连接更为必要。当然，俗话说得好，“物极必反”，过高的预紧力，如若控制不当或者偶然过载，也常会导致连接的失效。因此，准确确定螺栓的预紧力是非常重要的。
计算方法：
预紧力矩Mt=K×P0×d×0.001 N.m
K:拧紧力系数 --
d：螺纹公称直径 mm
P0：预紧力 N
P0=σ0×AsAs也可由下面表查出
As=π×ds×ds/4ds:螺纹部分危险剖面的计算直径
ds=（d2+d3）/2
d3=d1-H/6 H：螺纹牙的公称工作高度
σ0 =（0.5～0.7）σs
σs――――螺栓材料的屈服极限N/mm2
K值查表：(K值计算公式略)
下面简单介绍一下什么是残余扭矩？
这是测转动力矩的两种不同的方式，静态扭矩，就是指在检测转动360度以内的力矩，比如，扭力扳手，来检测螺母的紧固程度；动态扭矩，就是指在检测转动时产生的力矩。比如，发动机台架实验的测功机，来测发动机输出轴的转动力矩，经过计算，来测发动机功率的在很多情况下，生产过程中的扭矩值和下线检测出来的扭矩值是不相同的，比如说在装配时，控制器上显示的扭矩是35Nm ，但在拧紧完成后，再进行检测的扭矩值就只有30Nm 了。这是很常见的扭矩衰减现象。 由于连接件本身的材料特性，在拧紧之后会发生形变或者工件和螺栓表面的粗糙度等原因，扭矩衰减的现象非常普遍。特别是软连接的应用，扭矩衰减更加明显。残余扭力是静态扭矩；
换一个说法，残余扭矩是，当拧紧装配完成后，螺栓从被拧紧之后到再次旋转，斜率会有一个较明显的变化，此时获得的那个扭矩值就是残余扭矩。
但是螺栓拧紧后会产生扭矩的衰减：各个配件及零部件的表面粗糙过大。弹性链接材料及塑料密封性的，影响到了零部件最终的拧紧程度及速度。分布拧紧办法可以设置目标扭矩60%—80%—100%。使用方法是当螺栓拧紧达到目标扭矩之后，反松螺母，随后拧紧至目标扭矩值。如果装配的动作过快或者不太合理。很有可能导致残余应力减小，夹紧力达不到要求的情况。装配过程之中的温度需要一些控制，可以避免摩擦系数或者热膨胀系数过大的情况产生。
想要改善扭矩的衰减，从装配工艺的角度，我们需要实施多步拧紧，在拧紧的过程之中停顿50m可释放弹性应变降低衰减程度。
因此要测量残余扭矩，首先需要合适的工具，最好可以测量并存储多个残余扭矩数值，比如：埃尔森A.Sen品牌的电动扳手、电动拧紧轴的工具。
埃尔森电动定扭矩数显扳手
有了合适的工具，接下来就需要合适的方法。
拧紧验证法
国内外最通用的方法称为Breakaway method ，姑且翻译之为分离法，实际上这就是我们国内的拧紧法。基本含义就是，当我们将已经拧紧的螺栓进一步拧紧的一瞬间，就会产生分离扭矩，对此进行测量，可以得到我们想要的残余扭矩。
通过继续拧紧螺栓或螺母一定的小角度（通常建议以5 度为增量）进行残余扭矩的测量是相对来说比较好的做法，因为这可以最好地模拟安装条件。同样，由于接受检查的产品通常是供客户使用的，因此稍微拧紧往往会弥补接头的松弛，而不是使其变松，所以 拧紧法最为常用。
当我们采用拧紧法，得出的角度- 力矩坐标图会如下右图所示。而左图是在理想情况下的状态，也就是当扳手拧紧的一刹那，这个力矩就是残余力矩。但实际情况是，只有扳手达到一定角度后，斜率才会发生明显变化，这时才会出现残余力矩。
另外还有一种更加常见的曲线，这种情形下的坐标曲线将会如下图所示。
由于静摩擦力的原因，我们在测量残余扭矩时，所谓“Breakaway ”分离点和残余扭矩是不相等的。什么意思呢？因为它需要一个较大的力矩先破坏掉静摩擦的力量，破坏掉以后阻力会有一个突然的下降，然后再上升，这里下降和上升的交点处的力矩才是残余扭矩。这种情况下的分离扭矩都是必然大于残余力矩的。
在具体操作上，操作者应当将扭力扳手平稳地用力并逐渐增加力矩，此时切忌产生冲击力，当螺母或螺栓刚开始产生微小转动时它的瞬时扭矩值最大，继续转动，扭矩值就会回落到短暂的稳定状态，这时的扭矩值即为检查所得的扭矩。
另外还有一种扳手，它的计算模型采用了不同算法，也就是扭矩/ 时间而不是扭矩/ 角度来检测残余扭矩。用这种方法获得的测量结果容易受操作人员的影响，因此 客观性较低，可重复性较低且可靠性较低。
总的来说，拧紧法有几个缺点， 一是存在二次紧固的可能；二是螺栓启动的时候，实际扭矩值应该是大约安装时候的扭矩值，所以 测试值一般偏大。
反松验证法
拧紧法的反向操作则称为松开法。从字面上就非常容易理解，它是将已经紧固的螺栓，用扭力扳手慢慢使其松开，然后读取其开始转动那一刹那的瞬时扭矩值，此时的扭矩理论上应该是峰值，继续扭动的数值都会小于这个峰值。这个峰值还不是我们想要检测的残余扭矩，因为经验发现，这个值和真正的残余扭矩相比偏小，所以通常会把这个值乘以一个系数，约为1.1 至1.2 之间，根据实际情况调整。计算以后的数值我们认为才是我们想要的残余扭矩。
松紧法或标记法
还有一种相对来说比较少用的测量方法，称之为Loosen-Tighten 法，可以翻译为松紧法，国内习惯称之为标记法。
不知道大家有没有意识到，通过拧紧法测量残余扭矩时，往往发现残余扭矩大于拧紧扭矩，这意味着被测紧固处可能被过度拧紧了。
为避免过度拧紧的风险，我们可以使用松紧法：检验前先在被检螺栓或螺母头部与被连接体上划一道线，确认相互的原始位置。然后将螺栓或螺母松开些，在用扭矩扳手将螺栓或螺母拧紧到原始位置，这时的最大扭矩值再乘以0.9 ～1.1 所得的值即为需要的残余扭矩。
将螺栓松开几度。具体角度取决于紧固接头的特性，具体情况具体分析。然后将其拧回到原始位置并检测扭矩。
以前使用松紧法测量残余扭矩时，我们在执行测试之前，使用记号笔来跟踪螺栓拧紧的位置，如下图所示。
这种方法简单好用，但现在可以使用数字化扭力扳手自动实现这个功能。
埃尔森在装配预紧扭矩方面
有着多年的实践经验
我们有最优秀的扭矩紧固拆卸工具
和最完善的技术解决方案
根据客户的实际工况条件
进行专属定制服务
埃尔森以客户需求为中心，为完美产品而奋进
欢迎您的来电咨询
埃尔森紧固系统（武汉）有限公司
400-922-0881
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拧螺栓过程中，拧紧力矩作用下的螺栓与被联接件之间产生的沿螺栓轴心线方向的预紧力，就叫螺栓预紧力。
对于一个特定的螺栓而言，其预紧力的大小与螺栓的拧紧力矩、螺栓与螺母之间的摩擦力、螺母与被联接件之间的摩擦力相关。
当螺栓承受工作载荷后，因所受的拉力由F0增至F2而继续伸长，其伸长量增加△λ，总伸长量λb+△λ。与此同时，原来被压缩的被连接件，因螺栓伸长而被放松，其压缩量也随着减小。根据连接的变形协调条件，被连接件压缩变形的减小量应等于螺栓拉伸变形的增加量△λ。因而，总压缩量为λm‘=λm -△λ。
而被连接件的压缩力由F0减至F1。F1称为残余预紧力。
预紧可以提高螺栓连接的可靠性、防松能力和螺栓的疲劳强度，增强连接的紧密性和刚性。事实上，大量的试验和使用经验证明：较高的预紧力对连接的可靠性和被连接的寿命都是有益的，特别对有密封要求的连接更为必要。当然，俗话说得好，“物极必反”，过高的预紧力，如若控制不当或者偶然过载，也常会导致连接的失效。因此，准确确定螺栓的预紧力是非常重要的。
计算方法：
预紧力矩Mt=K×P0×d×0.001 N.m
K:拧紧力系数 --
d：螺纹公称直径 mm
P0：预紧力 N
P0=σ0×AsAs也可由下面表查出
As=π×ds×ds/4ds:螺纹部分危险剖面的计算直径
ds=（d2+d3）/2
d3=d1-H/6 H：螺纹牙的公称工作高度
σ0 =（0.5～0.7）σs
σs――――螺栓材料的屈服极限N/mm2
K值查表：(K值计算公式略)
下面简单介绍一下什么是残余扭矩？
这是测转动力矩的两种不同的方式，静态扭矩，就是指在检测转动360度以内的力矩，比如，扭力扳手，来检测螺母的紧固程度；动态扭矩，就是指在检测转动时产生的力矩。比如，发动机台架实验的测功机，来测发动机输出轴的转动力矩，经过计算，来测发动机功率的在很多情况下，生产过程中的扭矩值和下线检测出来的扭矩值是不相同的，比如说在装配时，控制器上显示的扭矩是35Nm ，但在拧紧完成后，再进行检测的扭矩值就只有30Nm 了。这是很常见的扭矩衰减现象。 由于连接件本身的材料特性，在拧紧之后会发生形变或者工件和螺栓表面的粗糙度等原因，扭矩衰减的现象非常普遍。特别是软连接的应用，扭矩衰减更加明显。残余扭力是静态扭矩；
换一个说法，残余扭矩是，当拧紧装配完成后，螺栓从被拧紧之后到再次旋转，斜率会有一个较明显的变化，此时获得的那个扭矩值就是残余扭矩。
但是螺栓拧紧后会产生扭矩的衰减：各个配件及零部件的表面粗糙过大。弹性链接材料及塑料密封性的，影响到了零部件最终的拧紧程度及速度。分布拧紧办法可以设置目标扭矩60%—80%—100%。使用方法是当螺栓拧紧达到目标扭矩之后，反松螺母，随后拧紧至目标扭矩值。如果装配的动作过快或者不太合理。很有可能导致残余应力减小，夹紧力达不到要求的情况。装配过程之中的温度需要一些控制，可以避免摩擦系数或者热膨胀系数过大的情况产生。
想要改善扭矩的衰减，从装配工艺的角度，我们需要实施多步拧紧，在拧紧的过程之中停顿50m可释放弹性应变降低衰减程度。
因此要测量残余扭矩，首先需要合适的工具，最好可以测量并存储多个残余扭矩数值，比如：埃尔森A.Sen品牌的电动扳手、电动拧紧轴的工具。
埃尔森电动定扭矩数显扳手
有了合适的工具，接下来就需要合适的方法。
拧紧验证法
国内外最通用的方法称为Breakaway method ，姑且翻译之为分离法，实际上这就是我们国内的拧紧法。基本含义就是，当我们将已经拧紧的螺栓进一步拧紧的一瞬间，就会产生分离扭矩，对此进行测量，可以得到我们想要的残余扭矩。
通过继续拧紧螺栓或螺母一定的小角度（通常建议以5 度为增量）进行残余扭矩的测量是相对来说比较好的做法，因为这可以最好地模拟安装条件。同样，由于接受检查的产品通常是供客户使用的，因此稍微拧紧往往会弥补接头的松弛，而不是使其变松，所以 拧紧法最为常用。
当我们采用拧紧法，得出的角度- 力矩坐标图会如下右图所示。而左图是在理想情况下的状态，也就是当扳手拧紧的一刹那，这个力矩就是残余力矩。但实际情况是，只有扳手达到一定角度后，斜率才会发生明显变化，这时才会出现残余力矩。
另外还有一种更加常见的曲线，这种情形下的坐标曲线将会如下图所示。
由于静摩擦力的原因，我们在测量残余扭矩时，所谓“Breakaway ”分离点和残余扭矩是不相等的。什么意思呢？因为它需要一个较大的力矩先破坏掉静摩擦的力量，破坏掉以后阻力会有一个突然的下降，然后再上升，这里下降和上升的交点处的力矩才是残余扭矩。这种情况下的分离扭矩都是必然大于残余力矩的。
在具体操作上，操作者应当将扭力扳手平稳地用力并逐渐增加力矩，此时切忌产生冲击力，当螺母或螺栓刚开始产生微小转动时它的瞬时扭矩值最大，继续转动，扭矩值就会回落到短暂的稳定状态，这时的扭矩值即为检查所得的扭矩。
另外还有一种扳手，它的计算模型采用了不同算法，也就是扭矩/ 时间而不是扭矩/ 角度来检测残余扭矩。用这种方法获得的测量结果容易受操作人员的影响，因此 客观性较低，可重复性较低且可靠性较低。
总的来说，拧紧法有几个缺点， 一是存在二次紧固的可能；二是螺栓启动的时候，实际扭矩值应该是大约安装时候的扭矩值，所以 测试值一般偏大。
反松验证法
拧紧法的反向操作则称为松开法。从字面上就非常容易理解，它是将已经紧固的螺栓，用扭力扳手慢慢使其松开，然后读取其开始转动那一刹那的瞬时扭矩值，此时的扭矩理论上应该是峰值，继续扭动的数值都会小于这个峰值。这个峰值还不是我们想要检测的残余扭矩，因为经验发现，这个值和真正的残余扭矩相比偏小，所以通常会把这个值乘以一个系数，约为1.1 至1.2 之间，根据实际情况调整。计算以后的数值我们认为才是我们想要的残余扭矩。
松紧法或标记法
还有一种相对来说比较少用的测量方法，称之为Loosen-Tighten 法，可以翻译为松紧法，国内习惯称之为标记法。
不知道大家有没有意识到，通过拧紧法测量残余扭矩时，往往发现残余扭矩大于拧紧扭矩，这意味着被测紧固处可能被过度拧紧了。
为避免过度拧紧的风险，我们可以使用松紧法：检验前先在被检螺栓或螺母头部与被连接体上划一道线，确认相互的原始位置。然后将螺栓或螺母松开些，在用扭矩扳手将螺栓或螺母拧紧到原始位置，这时的最大扭矩值再乘以0.9 ～1.1 所得的值即为需要的残余扭矩。
将螺栓松开几度。具体角度取决于紧固接头的特性，具体情况具体分析。然后将其拧回到原始位置并检测扭矩。
以前使用松紧法测量残余扭矩时，我们在执行测试之前，使用记号笔来跟踪螺栓拧紧的位置，如下图所示。
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