螺栓作为现代工业中最基本且至关重要的机械紧固件，其性能直接关系到整个结构或设备的安全性与可靠性。螺栓拉伸测试是评估其力学性能、验证其质量是否符合设计标准的核心手段。本文将简要介绍螺栓的功能，阐述进行拉伸测试的原因与目的，并详细说明测试流程及所采用的测试设备。

一、 螺栓简介与测试的必要性

螺栓是一种带螺纹的紧固件，通常与螺母配合使用，其核心功能是通过施加预紧力，将两个或多个部件连接成一个整体。当拧紧螺母时，螺栓杆身会受到轴向拉力而产生弹性伸长，这种伸长所产生的回复力即为夹紧力。正是依靠这个巨大的夹紧力，以及连接面之间随之产生的摩擦力，来抵抗外部的载荷。
鉴于螺栓在工作状态下主要承受拉力，其抵抗拉伸载荷的能力——即力学性能——成为衡量其质量的关键。任何在强度或韧性上的不足，都可能导致螺栓在服役过程中发生塑性变形、断裂或连接松动，进而引发设备故障甚至安全事故。因此，通过科学的拉伸测试对螺栓的性能进行量化评价，是质量控制与安全保障中不可或缺的一环。
 

二、 拉伸测试的目的

螺栓拉伸测试旨在模拟其实际受力状态，主要达成以下目标：
确定关键力学性能指标：
屈服强度： 测量螺栓开始发生永久塑性变形时的应力值。确保螺栓在规定的预紧力和工作载荷下始终处于弹性变形阶段，避免因屈服导致预紧力丧失。
抗拉强度： 测量螺栓在断裂前所能承受的最大应力值。这是螺栓极限承载能力的体现，为设计提供重要的安全余量依据。
断后伸长率与断面收缩率： 评估螺栓材料的韧性。良好的韧性意味着螺栓在断裂前会发生明显的塑性变形，发出“预警”，而非突然的脆性断裂。
验证性能等级： 国际标准（如ISO 898-1）为螺栓定义了明确的性能等级（如4.8、8.8、10.9、12.9级）。拉伸测试是验证产品是否满足其标称等级要求的法定依据。
质量控制与验收： 作为制造商出厂检验和用户进货验收的重要手段，确保批量生产的螺栓性能稳定一致。
 

三、 测试方法与步骤

本次测试依据相关国家标准（如GB/T 3098.1）进行，使用TSKL-S-50KN双柱电子拉力机配螺栓拉伸夹具，具体步骤如下：
试样准备：
选取与待测螺栓规格匹配的专用夹具套筒和垫块。
准确测量螺栓螺纹部分的原始直径。
在螺栓光杆或螺纹杆部标记原始标距。
设备准备与安装：
启动TSKL-S-50KN双柱电子拉力机及控制软件，进行力值清零和系统校准。
将下端夹具固定在试验机底座上。将螺栓头部插入下端夹具的套筒中，确保贴合稳固。
将适配的垫块套入螺栓杆身，再安装上端夹具套筒，使其与螺母或螺纹部分充分咬合。此专用夹具的设计能确保拉伸载荷精确地沿螺栓轴线施加，避免偏载。
测试执行：
在控制软件中设置测试参数，包括加载速率（通常采用应力增加速率，如10 MPa/s）和测试终止条件（拉断为止）。
启动测试，试验机横梁匀速向上移动，对螺栓施加轴向拉伸力。传感器实时采集并记录载荷和位移数据。
数据记录与结果分析：
测试过程中，软件实时绘制“载荷-位移”曲线，并自动计算特征值。
螺栓断裂后，停止试验。测量断裂后的标距，计算断后伸长率。
将断裂的螺栓拼合，测量其颈缩处的直径，计算断面收缩率。
软件根据原始截面面积自动生成“应力-应变”曲线，并报告屈服强度、抗拉强度等结果。
将测试结果与标准要求或产品规格书进行比对，出具测试报告。
 

四、 测试设备介绍

本次测试所使用的核心设备为TSKL-S-50KN双柱电子拉力机及其配套的螺栓拉伸夹具。
TSKL-S-50KN双柱电子拉力机： 该设备采用双立柱结构，具有极高的刚性和稳定性，能确保测试过程中对中性良好。其最大试验力为50千牛（约5吨力），配备高精度力传感器和位移测量系统，数据采集频率高，结果准确可靠。全数字控制系统允许用户精确控制加载速度，符合标准测试要求。
螺栓拉伸夹具： 专为螺栓、螺柱等试样的轴向拉伸测试而设计。夹具由高强度合金钢制成，通过一系列不同规格的套筒和垫块组合，可适配多种螺栓头部型式（如六角头、内六角头）和螺纹直径。其核心优势在于能够将拉伸力精准地传递至螺栓轴向，有效避免弯曲应力，保证测试数据的准确性。
 

结论

螺栓拉伸测试是一项严谨的科学实验，它将螺栓的设计、材料、制造工艺与其最终服役性能紧密联系起来。通过使用如TSKL-S-50KN双柱电子拉力机这样的专业设备，我们能够精确获取螺栓的力学性能参数，这不仅为工程设计提供了可靠的数据支撑，更是从源头上保障了工业设施、建筑结构和各类机械设备连接安全性的基石。