摘要：螺栓预紧力是机械连接中至关重要的参数，直接影响连接的稳定性、安全性及寿命。在航空航天、桥梁、风电、轨道交通等领域，对螺栓预紧力的有效监测和管理尤为关键。本文将探讨螺栓预紧力的监测方法及其工程应用。

螺栓预紧力是机械连接中至关重要的参数，直接影响连接的稳定性、安全性及寿命。在航空航天、桥梁、风电、轨道交通等领域，对螺栓预紧力的有效监测和管理尤为关键。本文将探讨螺栓预紧力的监测方法及其工程应用。

螺栓预紧力是螺栓拧紧后产生的轴向力，它有助于：

防止松动：足够的预紧力可抵抗振动、冲击等外部影响，减少松脱风险。

提高疲劳寿命：合适的预紧力可减少螺栓承受的交变载荷，提高疲劳强度。

增强连接刚性：适当的预紧力可减少结构变形，提高连接件的整体刚性。

螺栓预紧力的监测方法

目前，螺栓预紧力的监测主要采用以下几种方法：

直接测量法

力传感器（Load Cell）：在螺栓下部或连接部位安装压力传感器，直接测量轴向力。

超声波测量：利用超声波传播时间变化测量螺栓拉伸量，从而推算预紧力。

光纤光栅传感器（FBG）：在螺栓表面或内部嵌入光纤光栅传感器，基于光波长变化测量预紧力。

间接测量法

扭矩法：通过测量螺栓拧紧时的扭矩推算预紧力，但受摩擦影响较大。

角度法：测量螺母旋转角度，根据螺纹参数计算轴向力。

应变片测量：在螺栓上粘贴应变片，通过应变变化计算预紧力。

螺栓预紧力监测的应用

轨道交通

在高铁、地铁等轨道交通领域，轨道螺栓长期受震动和冲击载荷影响，预紧力监测可有效预防螺栓松动，提高运行安全性。

风力发电

风力发电机组中的螺栓承受复杂的交变载荷，利用无线传感技术或超声波监测螺栓预紧力，有助于减少维护成本，提升设备可靠性。

航空航天

航天器和飞机结构对螺栓连接要求极高，采用超声波和光纤传感技术进行实时监测，可确保连接安全。

大型桥梁和钢结构

桥梁主梁、索塔等部位的螺栓连接至关重要，结合物联网技术实现远程监测，可有效降低巡检成本，提高结构健康监测水平。

螺栓预紧力监测对确保结构安全和提高设备使用寿命具有重要意义。针对不同应用场景，选择合适的监测方法，并结合智能化手段，将进一步提高螺栓连接的可靠性，减少维护成本，提升工业装备的运行效率。

未来，随着智能传感技术、无线通信及人工智能的发展，螺栓预紧力监测正在向自动化、远程化、智能化方向发展。未来，集成物联网和大数据分析的预紧力监测系统将更加普及，为重大工程提供更高效、安全的运维保障。

来源：希盟泰克