他們把螺帽黏死讓它不可能轉，夾持力還是掉了 40%

那個實驗

Jiang、Zhang 與 Lee 想研究橫向循環載荷下自鬆最早期的階段。 為了把旋轉與其他因素分開，他們 用強力螺絲膠把螺帽黏在螺栓上， 讓「鬆退」這個機制根本不存在。

後來 Gong、Liu 與 Ding 的研究用一個對照組從另一個方向講了同一件事： 他們比較有螺旋角與沒有螺旋角的模型， 那個初期急降兩邊都出現。 沒有螺旋角的螺紋不可能鬆退，所以初期的損失 主要不可能是鬆退造成的。 在他們模擬的案例裡，循環塑性那一部分大約在三到十個週次後就穩定下來—— 不過那是特定試驗的數字，不是通則。

這不等於嵌入，而且標準把兩者分開

最直覺的反駁是：這不就是嵌入換個名字嗎？不是—— 至少沒有被證明是，而且 VDI 2230 是刻意把它們分開列的。

§5.4.2.1 把嵌入定義得很窄：裝配後表面粗糙度的塑性壓平， 造成的預力損失用 Eq. (113) 計算。 那個定義大概可以涵蓋振動試驗初期看到的一部分粗糙峰壓平， 但它並不自動涵蓋牙根的循環棘輪效應或應力重分布機制。

所以畫線檢查對它是瞎的

這一段會改變我們對讀者說的話。 我們自己那篇螺絲為什麼會鬆推薦畫線： 在螺帽與法蘭之間畫一條，之後回頭看。它不花錢，而且真的有用。 但值得把它能做什麼、不能做什麼講精確。

NASA-STD-5017B 把 torque striping 講成裝配驗證—— 證明那個動作被執行過——而不是預力量測。 那才是畫線正確的讀法：它驗證一個流程，並偵測旋轉。 相當可觀的非旋轉式預力損失，可以完全不驚動它。

那就回頭補鎖看看——只是那量到的是摩擦

下一個直覺是拿扭力扳手去確認它還吃得下規定的扭矩。 那是一個真實的檢查，也真的抓得到東西。 它做不到的是告訴你剩下多少夾持力。

• 鬆脫扭矩不等於安裝扭矩乘上剩餘預力的比例。Nassar 與 Yang 分別推導了鎖付扭矩與鬆脫扭矩的算式，兩者明確包含動摩擦與靜摩擦的差別、螺紋幾何、承壓面摩擦與接觸壓力分布
• 殘留扭矩會變，而預力沒有跟著變。Jiao、Nam、Kim 與 Oh 改變鍍層、潤滑、扭矩水準與鎖付情境，發現摩擦與表面形貌的變化會改變殘留扭矩，而預力沒有等量變化
• 在他們批次鎖付的試件上，相關性甚至是反的——順轉與逆轉的殘留扭矩量測都與預力呈負相關
• 而且這個檢查本身會改變零件。施加查核扭矩會改變螺栓的應力與塑性變形狀態

那什麼量得到

量級上的對比：NASA 與 Aerospace Corporation 的團隊報告， 在他們特定的治具上，校正過的超音波量測與荷重元的吻合度約 ±3%，而一般扭矩安裝的預力散布約 ±25%。 那個比值就是「值得的接合就該裝儀器」的論據—— 而它與鎖緊係數那篇講的是同一件事。

我們沒有在主張的事

那該怎麼辦

1. 麥克筆繼續用。它不花錢，而且它明確回答了一個問題：螺帽有沒有轉。只是不要把「線沒動」讀成「預力還在」。
2. 與其盯著症狀，不如消除橫向滑動。定位銷、凸肩、提高接合面摩擦。那是唯一從原因下手而不是對抗它的對策——排序好的清單在螺絲為什麼會鬆。
3. 接合真的重要的話，量長度不要量扭矩。超音波或儀器化，並做該方法要求的校正。
4. 不要把扭矩點檢當成夾持力的證據，除非有人針對那個接合校正過那個點檢。
5. 先決定你到底在檢查哪一種失效。旋轉、非旋轉式預力損失、疲勞裂紋，需要三種不同的儀器，而扭力扳手對這三者都不是正確答案。

參考資料

• Yanyao Jiang、Ming Zhang、Chu-Hwa Lee，〈A Study of Early Stage Self-Loosening of Bolted Joints〉，《Journal of Mechanical Design》125(3)，2003，pp. 518–526，DOI 10.1115/1.1586936——螺帽黏死在螺栓上；200 週次後夾持力損失 10% 到超過 40%；咬合牙根的循環塑性與棘輪效應
• Hao Gong、Jianhua Liu、Xiaoyu Ding，〈Study on the mechanism of preload decrease of bolted joints subjected to transversal vibration loading〉，《Proc. IMechE Part B》233(12)，2019，pp. 2320–2329，DOI 10.1177/0954405419838675——有無螺旋角的對照；第一階段歸因於應力重分布與循環塑性變形
• VDI 2230 第 1 部 2015 版 §5.4.2（嵌入、旋轉自鬆、鬆弛、溫度與過載列為不同成因）與 §5.4.2.1 及 Eq. (113)（嵌入定義為裝配後表面粗糙度的塑性壓平）
• Sayed A. Nassar、Xianjie Yang，〈Novel Formulation of the Tightening and Breakaway Torque Components in Threaded Fasteners〉，《Journal of Pressure Vessel Technology》129(4)，2007，pp. 653–663，DOI 10.1115/1.2767354
• Yixuan Jiao、Juhyun Nam、Dongwon Kim、Je Hoon Oh，〈Residual torque–preload correlation in bolted joints and its application to reducing preload dispersion〉，《Engineering Structures》361，2026，122949，DOI 10.1016/j.engstruct.2026.122949
• Jianfei Fan 等，〈Failure behaviour of bolted structures under cyclic transverse displacement〉，《Tribology International》178，2023，108030——快—慢—快的形狀，出現在疲勞至斷裂的脈絡
• NASA-STD-5020B §4.3.2（扭矩、轉角或伸長量與預力的關係須經實測佐證）；NASA-STD-5017B（torque striping 屬裝配驗證）；ASTM E1685-20(2026) §§4–5（超音波脈波回音）；Johnson 等，NASA 與 Aerospace Corporation，2014，NTRS 20150004065（校正過的超音波與荷重元吻合約 ±3%，對比扭矩安裝約 ±25%）

任何一個接合的允收，由你的圖面與你自己的試驗決定。

這一篇不屬於六步中的任何一步。它橫跨各步，或者發生在組裝之後。導致它的那些決定是在哪裡做的，見指定一顆螺絲，那篇寫的是順序，以及為什麼順序做反了是重工。

常見問題

螺帽沒有轉，夾持力也會掉嗎？

會，而且幅度不小。2003 年 Jiang、Zhang 與 Lee 的研究把螺帽用強力螺絲膠黏死在螺栓上、讓鬆退不可能發生，橫向循環載荷仍然在 200 個週次後把夾持力降低了 10% 到超過 40%，視載荷大小而定。機制被歸因於咬合螺紋牙根附近的局部循環塑性與應變棘輪效應，以及隨後的應力重分布，而不是螺帽的任何轉動。

那不就是嵌入嗎？

沒那麼直接，而且這個區別很重要，因為 VDI 2230 是把它們分開列的。VDI 2230 第 1 部的 5.4.2 節把接觸面嵌入、旋轉造成的自鬆、材料鬆弛、溫度與過載列為不同的成因，而 5.4.2.1 節把嵌入定義得很窄，就是裝配後表面粗糙度的塑性壓平。實際接合裡一般的嵌入可能有貢獻，但論文把初期的下降主要歸因於螺紋接觸處的循環塑性與應力重分布，那是不同的機制。

畫線沒動，是不是就代表預力還在？

不是。在螺帽與法蘭之間畫線，偵測得到的是相對轉動、被動過手腳與鬆退，這確實有用而且不花錢。它偵測不到牙根的循環塑性、嵌入、材料鬆弛或潛變。NASA-STD-5017B 把 torque striping 講成裝配驗證而不是預力量測，而相當可觀的非旋轉式預力損失可以完全不驚動那條線。

可以用扭力扳手檢查剩餘預力嗎？

在沒有針對該接合校正的情況下不可靠。Nassar 與 Yang 分別推導了鎖付扭矩與鬆脫扭矩的算式，其中包含動摩擦與靜摩擦的差別、螺紋幾何、承壓面摩擦與接觸壓力分布，所以鬆脫扭矩不是安裝扭矩乘上剩餘預力的比例。Jiao 等人發現摩擦與表面形貌的變化會改變殘留扭矩而預力沒有等量變化，在他們批次鎖付的試件上殘留扭矩甚至與預力呈負相關。施加查核扭矩本身也會改變螺栓。

所以扭矩點檢沒用嗎？

不是，這樣說是錯的。扭矩點檢抓得到明顯的位移、缺件、記號被破壞，以及阻力大幅下降，這些都很重要。它做不到的是確認接合裡剩下多少夾持力。要做到那件事，需要對預力敏感的方法，例如符合 ASTM E1685 的超音波伸長量測、儀器化螺栓，或已取得資格的直接張力指示器。

預力是不是一定分三階段下降？

不是。快、慢、再快的形態出現在特定的疲勞至斷裂試驗裡，在那個脈絡下是真的，但標準與更廣的文獻都沒有把它立成通用定律，而且不存在通用的階段分界，因為已報告的分界取決於試件與載荷。也值得注意的是，那些實驗裡最後那段急降對應的是疲勞裂紋擴展與最終斷裂，而不是再次鬆開。