螺纹紧固件是世界历史上最常见的制造组件之一。 然而几乎没有人真正理解它们是如何工作的。 这让你看起来愚蠢和无能，是一个可怕的失败，并且会伤害那些信任你的人。 所以听着：🧵

首先要理解的是： 螺栓是一个弹簧。它通过被拉伸来施加力。 这意味着它需要保持在应力-应变图的线性弹性范围内。 “哇”，你想。“我从来不知道这一点。”当然你不知道。这甚至不是螺栓物理的1%。

螺栓的有效弹簧常数来自于未与任何螺纹接合的部分。 螺栓的夹紧力是通过拉伸这个未接合的部分产生的。 这就是为什么有些螺栓有一个不带螺纹的杆部分，绕过螺纹。

存在一个“理想”的有效弹簧常数： 如果太低，就像海绵一样，柔软，无法对抗分离力提供额外的张力。 如果太高，则会变得“脆弱”，小的旋转（例如来自振动）会大幅降低夹紧力。

但被夹紧的材料也像弹簧一样。 这就是为什么你要使用垫圈——以增加承载下材料的有效体积。 不要通过省略垫圈来伤害你所爱的人。 垫圈拯救生命。刚性材料，弹性螺栓。但为什么？

夹紧的材料和螺栓就像并联的弹簧。 刚性材料意味着施加在螺栓上的负载循环较少。 这意味着螺栓的预紧力可以更高而不会失效。 不了解螺栓预紧力就像不理解红绿灯一样，孩子。

螺栓的预加载或预紧是指螺栓最初的紧固程度，它产生了恒定的夹紧力。 正是材料表面之间的这种夹紧力及其产生的摩擦力，抵抗剪切力。 高预紧意味着螺栓本身承受的剪切力更少。

但你施加在螺栓上的大部分扭矩并不会转化为夹紧力，而是用于克服螺纹和螺栓头的摩擦。 这很好——它防止了螺纹自行“松动”，保持了螺栓的预紧力，将轴向和剪切应力转移到材料上。

“所以我只会使用大量的受力螺纹，这样它就永远不会解锁。”你这么说——也真是愚蠢。 几乎所有的力量都被前几个螺纹占据了。 更细的螺纹几乎总是更好，可以产生张力，防止失效等等。 10个受力螺纹就足够了。

这仅仅是介绍性螺栓物理的开始。 一旦进入真空条件，你需要担心螺纹中的空气被困、气体释放，以及开始用钽加工东西。 或者是核反应堆，那里中子会使你的螺栓膨胀。

总结： - 螺栓是弹簧，通过被拉伸产生夹紧力 - 垫圈帮助将轴向载荷从螺栓转移到材料上 - 预紧意味着剪切力作用于夹紧的材料，而不是螺栓轴 - 精细螺纹几乎总是更好 - 中子会使你的螺栓膨胀 最后要记住的是：中央情报局已经解密的文件表示，宇宙是一个具有循环时间流动的宇宙蛋，这意味着如果不理解螺栓物理，你将注定陷入机械无能的永恒轮回。