摘要：方法原理：利用可显示扭矩值的扭矩扳手，再次对已拧紧的螺栓进行微小角度的旋转（通常是朝着拧紧方向旋转一个极小的角度，比如 1° - 3°）。在旋转过程中，扭矩扳手会显示出当前施加的扭矩，这个扭矩值近似于该螺栓的残余扭矩。
1. 使用扭矩扳手直接测量
方法原理：利用可显示扭矩值的扭矩扳手，再次对已拧紧的螺栓进行微小角度的旋转（通常是朝着拧紧方向旋转一个极小的角度，比如 1° - 3°）。在旋转过程中，扭矩扳手会显示出当前施加的扭矩，这个扭矩值近似于该螺栓的残余扭矩。操作步骤：选择合适量程的扭矩扳手，确保其精度满足测量要求。例如，对于较小规格的螺栓，可选用量程为 0 - 50N・m，精度为 ±1% 的扭矩扳手；对于大型螺栓，可能需要量程为 0 - 500N・m 甚至更高量程的扭矩扳手。将扭矩扳手的套筒准确安装在螺栓头部，确保连接牢固且对中良好，防止在测量过程中出现打滑或偏载现象。缓慢且平稳地朝着拧紧方向转动扭矩扳手，同时密切关注扭矩扳手的显示数值。在螺栓开始产生微小转动的瞬间，读取此时扭矩扳手显示的扭矩值，该值即为所测螺栓的残余扭矩。注意事项：测量前需对扭矩扳手进行校准，确保测量数据的准确性。可以使用标准扭矩块对扭矩扳手进行定期校准，校准周期一般根据使用频率确定，频繁使用的扭矩扳手建议每周校准一次，使用较少的可每月校准一次。由于是再次转动螺栓，可能会对螺栓连接的紧密性产生一定影响。因此，在一些对连接精度要求极高的场合，如航空航天领域的关键结构件连接，需要谨慎评估这种测量方法对整体结构性能的影响。2. 应变片测量法
方法原理：在螺栓表面粘贴应变片，当螺栓受到扭矩作用时，其表面会产生应变，应变片的电阻值会随之发生变化。通过测量应变片电阻值的变化，并根据事先建立的应变 - 扭矩关系模型，计算出螺栓所承受的残余扭矩。操作步骤：准备合适的应变片，一般选用与螺栓材料兼容性好、灵敏度高的箔式应变片。例如，对于碳钢材质的螺栓，可选用康铜箔式应变片。同时，准备配套的应变片粘贴工具，如 502 胶水、砂纸、脱脂棉等。对螺栓表面进行处理，先用砂纸将粘贴应变片部位的表面打磨光滑，去除油污、铁锈等杂质，然后用脱脂棉蘸取酒精对打磨部位进行清洁，确保表面干净、干燥。使用 502 胶水将应变片准确粘贴在螺栓表面预定位置，一般选择在螺栓杆的中部且轴向方向，粘贴过程中要保证应变片与螺栓表面紧密贴合，无气泡、褶皱。粘贴完成后，等待胶水充分固化。将应变片接入应变测量仪，组成测量电桥。根据应变测量仪的操作手册，进行初始参数设置，如选择合适的桥路类型（通常采用半桥或全桥）、输入应变片的灵敏系数等。通过测量仪读取应变片的初始电阻值，然后对已拧紧的螺栓进行测量，测量仪会实时显示应变片电阻值的变化，进而计算出螺栓表面的应变值。最后，根据事先通过试验或理论计算得到的应变 - 扭矩关系曲线，查得对应的残余扭矩值。注意事项：应变片的粘贴质量直接影响测量精度，粘贴过程需严格按照工艺要求进行操作。粘贴完成后，可使用万用表检查应变片的电阻值是否正常，以及与测量仪的连接是否可靠。建立准确的应变 - 扭矩关系模型至关重要。该模型一般需要通过对同批次、同规格的螺栓进行大量的扭矩加载试验，同时测量应变片的应变值，然后进行数据拟合得到。在实际应用中，若螺栓材料、规格或工况发生变化，需重新建立模型。应变片测量法对测量环境要求较高，温度、湿度等环境因素的变化可能会影响应变片的电阻值，从而导致测量误差。因此，在测量过程中，需尽量保持环境条件稳定，必要时可采取温度补偿等措施。3. 超声波测量法
方法原理：超声波在螺栓内部传播时，其传播速度和相位会受到螺栓内部应力状态的影响。通过向螺栓发射超声波，并测量反射回来的超声波信号的变化，利用特定的算法计算出螺栓所承受的残余扭矩。操作步骤：选用专业的超声波残余应力 / 扭矩测量仪，该仪器一般由主机、超声波探头、耦合剂等组成。例如，德国某品牌的超声波残余扭矩测量仪，可适用于多种规格和材质的螺栓测量。将超声波探头与螺栓表面良好耦合，耦合剂可选用凡士林、黄油等，确保超声波能够有效地在探头与螺栓之间传播。根据螺栓的尺寸和材质，在测量仪上设置合适的测量参数，如超声波频率、发射接收增益等。向螺栓发射超声波，测量仪会自动采集反射回来的超声波信号，并进行分析处理。一般来说，测量仪会显示出螺栓内部的应力分布情况，然后通过内置的算法将应力值转换为残余扭矩值并输出。注意事项：超声波测量法对探头与螺栓表面的耦合效果要求很高，耦合不良会导致超声波信号衰减严重，影响测量结果的准确性。因此，在每次测量前，需检查探头表面是否清洁，耦合剂涂抹是否均匀、适量。不同材质、规格的螺栓，其超声波传播特性不同，需要在测量仪中预先设置正确的螺栓材质、直径、长度等参数，以保证测量算法的准确性。对于一些特殊材质或复杂结构的螺栓，可能需要进行专门的试验校准，才能获得可靠的测量结果。超声波测量仪价格相对较高，且仪器的维护和校准需要专业技术人员操作。同时，该方法对操作人员的专业知识和技能要求也较高，需要经过专门的培训才能熟练掌握。来源：FMEA达人
