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螺栓作為現代工業中最基本且至關重要的機械緊固件，其性能直接關系到整個結構或設備的安全性與可靠性。螺栓拉伸測試是評估其力學性能、驗證其質量是否符合設計標準的核心手段。本文將簡要介紹螺栓的功能，闡述進行拉伸測試的原因與目的，并詳細說明測試流程及所采用的測試設備。

一、 螺栓簡介與測試的必要性

螺栓是一種帶螺紋的緊固件，通常與螺母配合使用，其核心功能是通過施加預緊力，將兩個或多個部件連接成一個整體。當擰緊螺母時，螺栓桿身會受到軸向拉力而產生彈性伸長，這種伸長所產生的回復力即為夾緊力。正是依靠這個巨大的夾緊力，以及連接面之間隨之產生的摩擦力，來抵抗外部的載荷。
鑒于螺栓在工作狀態下主要承受拉力，其抵抗拉伸載荷的能力——即力學性能——成為衡量其質量的關鍵。任何在強度或韌性上的不足，都可能導致螺栓在服役過程中發生塑性變形、斷裂或連接松動，進而引發設備故障甚至安全事故。因此，通過科學的拉伸測試對螺栓的性能進行量化評價，是質量控制與安全保障中不可或缺的一環。
 

二、 拉伸測試的目的

螺栓拉伸測試旨在模擬其實際受力狀態，主要達成以下目標：
確定關鍵力學性能指標：
屈服強度： 測量螺栓開始發生永久塑性變形時的應力值。確保螺栓在規定的預緊力和工作載荷下始終處于彈性變形階段，避免因屈服導致預緊力喪失。
抗拉強度： 測量螺栓在斷裂前所能承受的最大應力值。這是螺栓極限承載能力的體現，為設計提供重要的安全余量依據。
斷后伸長率與斷面收縮率： 評估螺栓材料的韌性。良好的韌性意味著螺栓在斷裂前會發生明顯的塑性變形，發出“預警”，而非突然的脆性斷裂。
驗證性能等級： 國際標準（如ISO 898-1）為螺栓定義了明確的性能等級（如4.8、8.8、10.9、12.9級）。拉伸測試是驗證產品是否滿足其標稱等級要求的法定依據。
質量控制與驗收： 作為制造商出廠檢驗和用戶進貨驗收的重要手段，確保批量生產的螺栓性能穩定一致。
 

三、 測試方法與步驟

本次測試依據相關國家標準（如GB/T 3098.1）進行，使用TSKL-S-50KN雙柱電子拉力機配螺栓拉伸夾具，具體步驟如下：
試樣準備：
選取與待測螺栓規格匹配的專用夾具套筒和墊塊。
準確測量螺栓螺紋部分的原始直徑。
在螺栓光桿或螺紋桿部標記原始標距。
設備準備與安裝：
啟動TSKL-S-50KN雙柱電子拉力機及控制軟件，進行力值清零和系統校準。
將下端夾具固定在試驗機底座上。將螺栓頭部插入下端夾具的套筒中，確保貼合穩固。
將適配的墊塊套入螺栓桿身，再安裝上端夾具套筒，使其與螺母或螺紋部分充分咬合。此專用夾具的設計能確保拉伸載荷精確地沿螺栓軸線施加，避免偏載。
測試執行：
在控制軟件中設置測試參數，包括加載速率（通常采用應力增加速率，如10 MPa/s）和測試終止條件（拉斷為止）。
啟動測試，試驗機橫梁勻速向上移動，對螺栓施加軸向拉伸力。傳感器實時采集并記錄載荷和位移數據。
數據記錄與結果分析：
測試過程中，軟件實時繪制“載荷-位移”曲線，并自動計算特征值。
螺栓斷裂后，停止試驗。測量斷裂后的標距，計算斷后伸長率。
將斷裂的螺栓拼合，測量其頸縮處的直徑，計算斷面收縮率。
軟件根據原始截面面積自動生成“應力-應變”曲線，并報告屈服強度、抗拉強度等結果。
將測試結果與標準要求或產品規格書進行比對，出具測試報告。
 

四、 測試設備介紹

本次測試所使用的核心設備為TSKL-S-50KN雙柱電子拉力機及其配套的螺栓拉伸夾具。
TSKL-S-50KN雙柱電子拉力機： 該設備采用雙立柱結構，具有極高的剛性和穩定性，能確保測試過程中對中性良好。其最大試驗力為50千牛（約5噸力），配備高精度力傳感器和位移測量系統，數據采集頻率高，結果準確可靠。全數字控制系統允許用戶精確控制加載速度，符合標準測試要求。
螺栓拉伸夾具： 專為螺栓、螺柱等試樣的軸向拉伸測試而設計。夾具由高強度合金鋼制成，通過一系列不同規格的套筒和墊塊組合，可適配多種螺栓頭部型式（如六角頭、內六角頭）和螺紋直徑。其核心優勢在于能夠將拉伸力精準地傳遞至螺栓軸向，有效避免彎曲應力，保證測試數據的準確性。
 

結論

螺栓拉伸測試是一項嚴謹的科學實驗，它將螺栓的設計、材料、制造工藝與其最終服役性能緊密聯系起來。通過使用如TSKL-S-50KN雙柱電子拉力機這樣的專業設備，我們能夠精確獲取螺栓的力學性能參數，這不僅為工程設計提供了可靠的數據支撐，更是從源頭上保障了工業設施、建筑結構和各類機械設備連接安全性的基石。