螺栓连接防松性能的考验——容克试验

容克试验通过模拟紧固件受到的横向剪切载荷，来评估螺栓连接的可靠性。这种测试方法被认为是行业内最严格的振动测试之一，广泛应用于紧固件产品的质量控制和可靠性验证。

容克试验的核心在于模拟实际使用中可能遇到的振动条件，以评估螺栓连接的防松性能。测试过程中，螺栓连接件在特定的振动频率和幅度下进行循环加载，直到螺栓松动或达到预设的测试次数。

 

图1 振动试验机结构图

容克试验测试参数通常包含：初始轴向力、振动频率、横向振动位移幅值、测试时间或次数

 

图2 试验记录曲线

（横轴为振动循环次数，纵轴为预紧力百分比）

各个标准中的相关规定：

 

在GB/T 10431《紧固件横向振动试验方法》中提到的数据分析与结果判定方法：

1）可以直接对比曲线形状、比较特定点数据或进行数据处理后判定防松性能试验结果。

2）如果采用连续(短时间间隔)采样方式采集数据,则应计算一组试验数据在各采样点(对应某一时间或振动次数)的平均值,自动绘制在对数坐标内,横坐标为振动试验次数,纵坐标为对应的残余夹紧力与初始夹紧力的比值,同时计算标准差（如图3）。也可以将同组试件试验结果绘制在同一对数坐标内,直接对比曲线形状及分布,不计算标准差（如图4）。

 

图3 分析曲线（含标准差）

 

图4 分析曲线（不含标准差）

容克试验作为一种用于评估螺栓连接在振动条件下自锁性能的测试方法，不仅为紧固件的设计和选择提供了科学依据，还为确保产品质量和安全提供了有力支持。

参考文献

[1] Pichoff, F., Kummel, M., & Schiff, M. (2018). Dynamic vibration testing of fasteners: fastener self-loosening theory, vibration testing practical applications, comparison of the international standards and recommendations on how to set-up a meaningful testing protocol. Matériaux & Techniques, 106(307).

[2]GB/T 10431-2007. 紧固件横向振动试验方法 [S]. 北京: 中国标准出版社, 2008.

[3]DIN (2021). Konstruktionsrichtlinie für Schienenfahrzeuge und deren Komponenten - Schraubenverbindungen - Teil 4: Sichern von Schraubenverbindungen. DIN 25201-3. Berlin: Beuth Verlag.

[4]ISO. (2015). Aerospace series—Dynamic testing of the locking behaviour of bolted connections under transverse loading conditions (vibration test). ISO 16130. International Organization for Standardization.