螺钉在汽车发动机、航空结构、桥梁连接等动态载荷环境中使用时，疲劳断裂是主要的失效形式之一。疲劳试验通过模拟交变载荷条件，评价螺钉在规定循环次数下的承载能力。

一、疲劳试验的基本概念

疲劳是指材料在交变载荷作用下，即使载荷低于抗拉强度，经过一定循环次数后也可能发生断裂的现象。螺钉的疲劳性能通常用S-N曲线（Wöhler曲线）表示，即应力幅与疲劳寿命之间的关系曲线。

二、常用检测标准

ISO 3800标准规定了螺纹紧固件轴向载荷疲劳试验的条件及结果评估建议，试验为波动张力型，在室温下进行。JIS B 1081:1997标准规定了紧固件拉伸疲劳试验的试验条件及结果评估方法。

三、试验条件与参数

加载方式：除非另有约定，试验采用部分片振（波动拉伸）形式，作用负荷与螺钉轴线同轴。

试验温度：室温条件下进行。

载荷条件：试验载荷通常以螺钉保证载荷或屈服载荷的百分比表示。常用的载荷幅值范围为屈服强度的10%-60%。对于高强度螺钉，疲劳试验载荷水平需根据性能等级确定。

循环次数：一般要求10⁶~10⁷次循环下不发生断裂。疲劳寿命的判定以试样断裂或达到规定循环次数为准。

试验频率：通常在10-100Hz范围内选取，需保证试验过程中试样不产生明显发热。

四、试验结果评估

疲劳试验结果以S-N曲线形式呈现，反映不同应力幅下螺钉的疲劳寿命。评估内容包括：

• 疲劳极限：螺钉在无限寿命区（通常10⁷次循环）对应的最大应力幅

• 条件疲劳极限：在规定循环次数（如5×10⁶次）下不发生的最大应力幅

• 断口分析：对疲劳断裂试样进行断口观察，判断疲劳源位置和扩展特征

五、影响疲劳试验结果的主要因素

螺钉的疲劳性能受多种因素影响：螺纹牙底的应力集中程度（与牙型设计有关）、表面加工质量（滚压螺纹的疲劳强度通常高于切削螺纹）、表面处理方式（喷丸可提高疲劳强度）、材料夹杂物含量、热处理质量和装配预紧力大小等。

六、送检建议

送检疲劳试验时，应注明螺钉规格、性能等级、材料、表面处理方式和所需试验条件（载荷幅值、循环次数、试验频率等）。疲劳试验通常耗时较长，建议提前与实验室沟通检测周期。

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