螺纹基础全解析：螺栓抗拉强度、拉伸强度和屈服强度

共计 2015 个字符，预计需要花费 6 分钟才能阅读完成。

螺栓的抗拉强度、拉伸强度和屈服强度，是评估螺栓性能的三个核心指标。然而，这些强度概念常常被混淆。今天，螺丝君全面探讨这三个强度概念，同时通过具体应用案例，展示如何精准选择合适的强度等级，以保证结构安全和螺栓可靠性。

螺栓强度的概念

1.1 抗拉强度定义

抗拉强度是评判螺栓结构承载能力的重要指标。抗拉强度指在拉伸作用下,螺栓能承受的最大拉力。其计算公式为：

其中，σ_b是抗拉强度，单位帕斯卡（Pa）；

F_b是试样在断裂时承受的最大力，单位牛顿（N）；

A 是试样的原始横截面积，单位mm²。

1.2 拉伸强度定义

拉伸强度强调材料在承受拉力时的整体表现,包括延展性和断裂点等。拉伸强度的计算公式为：

其中，σ_t是拉伸强度;

P_max是试样在断裂前所承受的最大负荷，单位通常是牛顿（N）;

A 是试样的原始横截面积，单位mm²。

1.3 屈服强度定义

1.3.1 对于有明显屈服点的材料，其屈服强度计算公式为：

其中，σ_s是屈服强度；

F_s是达到屈服点时的力；

A 是试样的原始横截面积。

1.3.2 对于没有明显屈服点的材料，屈服强度通常采用规定永久变形强度（例如，0.2%偏移屈服强度）进行定义：

其中，F0.2%是试样产生0.2%永久变形时的力。

1.3.3 不同标准对屈服强度有不同定义：

有的标准(如GB/T228标准)采用下屈服强度作为计算依据，下屈服强度就是0.2%偏移屈服强度；有的标准（如ISO 7438标准）采用上屈服强度作为计算依据，上屈服强度就是首次永久变形点的屈服强度。下屈服强度侧重保证性能下限，上屈服强度强调最高性能。

螺栓强度的测量

螺栓强度的测量是确保结构安全的关键，通常通过拉力试验来获得。参考GB/T388标准，一般操作步骤如下:

2.1 试验准备

将螺栓样品安装在拉力试验机的夹具内，保证样品得到均匀拉力的施加。

2.2 测试流程

(1) 启动拉力试验机，逐步增加施加在样品上的拉力；(2) 监测拉力变化与样品的变形程度，记录数据；

(3) 继续增加拉力,直至样品发生断裂。

2.3 数据记录与处理

记录样品断裂时的最大承受拉力，以及其原始横截面积。

2.4 计算与结果

根据不同公式计算抗拉强度、拉伸强度等。

2.5 测试项目

抗拉强度可以通过简单拉力试验直接获得。至于拉伸强度和屈服强度，需要进行如下额外测试。

2.5.1 拉伸强度

记录样品在断裂前的最大承受拉力及变形情况。

2.5.2 屈服强度

(1) 载荷较低时进行样品变形监测，记录首次屈服下的拉力；(2) 或采用0.2%偏移法，记录产生0.2%永久变形时的拉力。

通过以上测试，可以同时或分别获得螺栓三种关键强度参数，为安全可靠设计提供依据。其中，拉伸强度σ_t和屈服强度σ_s测试需要结合样品变形监测进行，而不是单一拉力实验即可得到。上述测试流程仅作为一般参考,具体操作应符合具体行业标准或规程要求。

实例分析

在新能源汽车的设计中，驱动电机的螺栓选择非常重要，因为它们必须能够在电动车的运行条件下保持性能和安全性。电机螺栓面临的挑战包括承受高温、振动、冲击负荷，以及抵抗腐蚀环境的影响。以下是如何基于抗拉强度、拉伸强度和屈服强度来分析这些影响因素，并确定适合电动车驱动电机的螺栓等级：

3.1 基于抗拉强度的考虑

驱动电机在高速运行时产生的高温可能会影响螺栓的抗拉强度，因此需要选择能够在预期工作温度下保持强度的螺栓。

3.2 基于拉伸强度的考虑

电机运行时产生的振动和冲击负荷要求螺栓具有足够的拉伸强度，以避免在循环负荷下发生断裂。

3.3 基于屈服强度的考虑

螺栓的屈服强度决定了电机在实际应用中的稳定性，特别是在腐蚀环境中。综合这些因素，对于电动车驱动电机，可能需要选择一个性能等级较高的螺栓。比如按GB/T3098标准，10.9级或12.9级螺栓都可作为选择。其中10.9级已经可以满足高温高负荷条件，12.9级提供更高保障。具体应根据电机型号和工作环境确定合适级别。

螺栓强度的未来趋势和挑战

新材料

未来的螺栓将采用创新合金如42CrMoVNb，提升耐疲劳性和延展性，满足航空航天和新能源领域的高标准。

新技术

非调质钢等新兴技术将允许螺栓在无热处理的情况下实现高强度，助力紧固件轻量化，同时降低成本，提高生产效率。

新要求

新能源汽车推动了对抗高温、高压和强振动环境的高强度螺栓的需求。同时，环保和可持续性成为设计新一代螺栓的核心考量，要求螺栓具备更好的腐蚀抵抗力和可回收性。这些趋势和挑战预示着螺栓强度的发展将是一个多学科的创新领域，涉及材料科学、机械工程和环境科学的深度融合。

螺丝君经验与总结

L.S.ENGINEER Experience and Summary

通过对螺栓强度全面阐述其概念、测量方法与实际应用，螺丝君希望助力读者系统掌握螺栓强度的各技术指标，为产品研发提供参考。如果需要进一步系统学习螺栓知识，可以关注螺丝君的相关课程，它将从更多角度介绍螺栓技术细节，助您提升产品研发水平。

文章来源：网络

大师兄独立事件和卡方检验，都是非常重要的质量管理概念，挺难理解的。

透彻理解卡方检验 - 汽车质量管理笔记 […] 化简后的式子是我们在卡方检验中需要用到的式子，所以请大家牢记！对于上述式子有疑惑的读者可以学习基础的概率论，也可以参考我之前写的一篇关于独立的文章（《【直观数学】如何理解两事件间的独立关系》）。如果没有问题的话，我们可以进入到卡方检验原理与步骤的主体介绍部分！ […]

infinite cui 需求VDA6.3 表格，谢谢

大师兄说的挺有道理的，从现实看到的大部分情况，做技术的人都比较直，对技术的一丝不苟，容易在遇到需要展现管理能力的时候，就会表现出短板来。管理需要授权，更多应该思考团队、部门间，人员发展，对未来的变化做出应对等的能力。

大师兄抱歉，暂无PPT可供下载。

john 如何获得这个PPT文件

大师兄里面确实有一些叫法和我们平时不一样

大师兄这个案例来自一本教科书，短短一页不到的案例描述，有可能漏掉某些细节。我想马自达的员工不会不知道这点，很可能是案例没有提到。马自达的员工更愿意偏离规范不过是这本教科书的猜测罢了。因为象传输系统这么复杂的产品，做得好与做得不好都可能有多个原因。我从另一个案例分析中发现，马自达的最终产品还是比福特的更满足规范要求。变更控制是必要的。

PeriMasto 这个写的不错，很实用，谢谢！

生产、质量及技术三个难兄难弟的关系 | 汽车质量人小馆 […] 附：《生产质量管理十六字精髓》（点击可查具体讲解） […]

螺纹基础全解析：螺栓抗拉强度、拉伸强度和屈服强度

德国在这方面也不是吃素的呀——VDA丛书一览

SPC控制图异常后，如何查找原因

超级实用的8D报告培训教材

统计过程控制（Statistical Process Control）

7个人生工具：SWOT、PDCA、6W2H、SMART、WBS、时间管理、二八原则

空气悬架高度传感器靠谱吗？

麦格纳工装夹具设计培训教材+要点总结

ISO9001-2026与ISO 9001-2015标准对照表

东北大学长篇综述：高熵合金搅拌摩擦焊接与加工中的微观组织与力学性能

车间自检互检制度培训

汽车质量管理笔记

新版FMEA七步法｜第四步：失效分析及失效链

精益管理（金字塔原理）

[爆笑]各大汽车企业是怎样招人的？

IE、5S、7大浪费……这个PPT居然汇总了这么多知识点

QC七大手法,有图有案例，从零开始

空气悬架高度传感器靠谱吗？

麦格纳工装夹具设计培训教材+要点总结

ISO9001-2026与ISO 9001-2015标准对照表

东北大学长篇综述：高熵合金搅拌摩擦焊接与加工中的微观组织与力学性能

车间自检互检制度培训