编制说明-《汽车用螺纹连接的扭矩试验及评价方法》

《汽车用螺纹连接的扭矩试验及评价方法》编制说明

一、工作简况

1.1任务来源

《汽车用螺纹连接的扭矩试验及评价方法》团体标准是由中国汽车工程学会批

准立项。本标准由中国汽车工程学会防腐蚀老化分会提出，重庆长安汽车股份有限

公司、长安福特汽车有限公司、上汽通用五菱汽车股份有限公司、一汽-大众汽车

有限公司、东风汽车集团有限公司、上海汽车集团股份有限公司乘用车分公司、铧

固科技（上海）有限公司、中国第一汽车股份有限公司、长城汽车股份有限公司、

宁波吉利汽车研究开发有限公司、北京汽车研究总院有限公司、重庆赛力斯新能源

汽车设计院、重庆睿蓝汽车研究院有限公司、福特汽车工程研究（南京）有限公

司、上海蔚来汽车有限公司、中汽研汽车检验中心（天津）有限公司、湖南申亿五

金标准件有限公司等单位起草。

1.2编制背景与目标

众所周知，各种机械的许多可靠性问题均源于螺纹紧固的连接，在汽车领域工

程应用上，关于召回的公告中，紧固件占比约12%，这与螺纹紧固连接设计涉及专

业领域广，影响因素多，专项试验探测手段少有一定的关系。

目前，各大车企都将功率提升、使用新型轻量化材料等作为节能减排、增强竞

争优势的重要途径。受此影响，螺纹啮合长度、被连接件结构、内螺纹强度等设计

边界不断下探，这对连接系统的稳健性带来挑战！其中，扭矩设计不合理导致连接

系统失效的问题在研发、生产阶段也时有发生。因此，在螺纹紧固连接系统质量下

探，承受载荷情况不变甚至更为复杂的工程应用需求下，如果我们设计时不能清晰

掌握连接副的承受极限，精准设计合理的拧紧扭矩，在后续环节中可能会出现啮合

失效、相关件破裂等问题，从而导致车辆使用过程中，轻则引起连接系统产生异响，

重则零件松动、脱落，甚至可能会影响车辆功能和行车安全，出现批量质量问题乃

至被召回。

本标准正是探测及评价螺纹连接系统承载能力的一种方法，通过对典型螺纹连

接系统扭矩拧紧特性的研究，建立起通用、简捷的扭矩试验及评价方法，确定拧紧

过程特征，识别失效模型，规范和完善评价项目，并可通过数据收集与分析，推荐

常用设计扭矩范围，从而对连接副的扭矩适合性进行快速、简单、可靠的验证和反

1

馈，进而全面提高螺纹紧固连接正向开发及面向实际工程应用的专项验证能力，提

升汽车及零部件装配的可靠性及稳健性。

目前各大车企或多或少在此方面有研究，但尚未形成行业统一的标准或规范。

这将填补国内汽车行业在本领域的技术空白，有利于提升国内汽车产品的整体可靠

性，也是汽车工业基层深度践行习近平总书记关于制造强国战略的重要工作。

我们期望：借助学会的专家及会员们的力量，编制并推广此试验规范，使之成

为紧固连接正向设计流程中的必要测试环节！将该类型连接失效在研发前端识别并

消除，从而降低企业失效成本，提高内外客户满意度。

1.3主要工作过程

本标准于2020年6月开始标准学习，2020年8月到2020年12月份在长安内

进行了标准相关的试验测试工作并建立了企业级拧紧试验规范，并于2021年1月

到2021年3月进行了标准草案编写工作。2021年4月完成中国汽车工程学会组织

的标准立项审核会讨论、评议；2021年5月完成标准外部调研及大纲讨论，并完

成内外建设工作组搭建，标准和试验方案研讨及推进计划确定；2021年6月在中

国汽车工程学会主办的“2021第六届中国汽车紧固件发展论坛”中完成标准草案

评审；2021年7月至2022年3月根据试验验证计划，完成长安内外专项试验测试

和试验数据分析；2022年4月至2022年5月结合试验验证结果及草案评审意见，

组织长安内标准团队完成了标准稿修改及评审；因为疫情原因，标准的外部评审时

间有延迟，根据学会要求，2022年12月进行了标准组外部团队相关范围的意见征

集、并根据征集意见完成标准修改后组织标准工作组相关专家组召开线上评审会

议，专家组对标准进行了讨论、修改及评议。2023年4月完成标准的送审稿修改

提交，2023年5月进行行业广泛意见征集。

首先对国内汽车用常用螺纹连接的结构形式、连接组件的材料、应用情况等进

行调研，并对国外相关标准以及企业标准的解读，分析其参考价值。其次对不同连

接副状态及国内汽车企业拧紧试验的现状和需求情况进行调研，并对测试试验方案

进行分析，提取有意义的数据。最后协同各编写单位按照既定的步骤和目录提纲起

草标准。

2021年4月14日以线上会议的方式召开的“汽车防腐蚀老化及汽车紧固件系

列CSAE标准立项审核会”，这是本标准进行了第一次全范围的专家研讨会。在会

上，重庆长安汽车股份有限公司李小花女士阐述了本标准起草的目的和意义，并对

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本标准的内容逐字逐句地进行讲解，会上各与会专家进行了积极热烈的讨论，其中

大部分意见被予以采纳和接受。但也对一些条款进行了增补和删减。经过与会来自

国内知名主机厂和企业的专家热烈讨论，会上达成了该标准一系列主要条款和技术

内容。比如明确了此标准适用于汽车产品采用扭矩法拧紧的螺纹紧固连接副，不适

用于锥形螺纹堵塞、紧定螺钉及类似的不受拉力的紧固连接副。强调此标准的目的

是汽车用螺纹连接的扭矩试验及评价规范方法。

2021年6月23日，中国汽车工程学会标准《汽车用螺纹连接的扭矩试验及评

价方法》启动会及标准草案评审会议在苏州召开。会议由重庆长安汽车股份有限公

司李小花女士主持，黄平、易超云、李大维等专家参加，福特、长城、吉利、北

汽、上汽、东风、一汽、泛亚、蔚来等车企，以及中汽研及部分紧固件相关研究及

专业测试企业参与了该会议。李小花女士首先对标准编制的总体工作情况进行了详

细汇报，包含标准建设背景，行业专家团队，工作计划及试验情况等，并对前期参

编单位反馈的96条修改建议进行了说明。作为标准草案的评审会议，李小花女士

对标准草案内容进行了逐字逐句的解读。

经专家组讨论，在前期收集意见的基础上，主要提出了以下修改意见：

1.标准遵循先定义后引用的原则，修改屈服扭矩定义；

2.删除括号内关于工程状态的说明，标准中写明委托人与试验人员共同确定

工程状态，可以在标准解读中再定义；

3.样本量一般要求提供12-15个完整的连接副。同时增加扭矩散差的要求，

可考虑扭矩标准偏差≤扭矩平均值10%；

4.附录B.1被连接件推荐公式建议删除；

5.试验报告中取消二级供应商名称，比如表面处理锌铝涂层-久美特

500+PLUS10；

6.标准规范性的建议等。

2022年12月30日，因为疫情原因，中国汽车工程学会标准《汽车用螺纹连

接的扭矩试验及评价方法》征求意见稿评审会议采用线上会议形式召开，会议由重

庆长安汽车股份有限公司李小花女士主持，黄平、易超云、李大维等专家参加。长

安福特、长城、上汽、北汽、东风、一汽、通用五菱、蔚来、重庆睿蓝、重庆赛力

斯等车企及中汽研、部分紧固件专业测试及生产企业参加了本次评审会议。会上李

小花女士首先介绍了标准编制的进展情况和跨行业专家团队，并对前期参编单位的

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反馈的40条建议进行了说明。作为征求意见稿的评审会议，对标准全部内容进行

了逐字逐句的解读。

经专家组讨论，主要提出了以下修改意见：

1.试验评价，不做合格以及不合格结果判定，应根据推荐扭矩及试验情况信息

反馈试验委托人进行参考和评估。

与会专家同意标准《汽车用螺纹连接的扭矩试验及评价》经修改后，提交行业

公开广泛征求意见。

2023年XX月，将对标准进行终审……(待补充)

二、标准编制原则和主要内容

2.1标准制定原则

中国已经成为汽车制造大国，但至今尚没有这方面的国家标准和行业标准。目

前主要通过计算来确定该类拧紧扭矩，但国内受原材料生产、塑料制品和金属产品

制造水平、产品标准化等方面的局限，导致理论计算值完全不能指导现场装配生产，

部分企业如福特对扭矩试验方法有相关规定，但广泛适用性尚不可知，故我们强烈

建议在此基础上并广泛结合行业紧固件工作者同仁的需求，制定一份国家（或行业）

标准，在提升汽车产品连接质量、降低生产返修成本、和保持产品竞争力等方面意

义重大。

2.1.1通用性原则

本标准提到的扭矩试验及评价方法，适用于汽车产品中通过钢制螺栓、螺钉、

螺柱和螺母等紧固并采用扭矩法装配的连接副，基本涵盖了汽车行业常用的螺纹连

接副，机械行业中使用到的其它连接副亦可参照使用。

2.1.2指导性原则

本标准提出的试验及评价方法能为，通过试验原理、试验方法、数据收集与分

析，失效模式的判断，对扭矩适合性进行快速、简单、可靠、即时的验证和反馈，

能为汽车产品中采用扭矩法装配的连接副设计提供指导作用。

2.1.3协调性原则

本标准提出的方法与目前使用的国家标准中的方法协调统一、互不交叉。仅作

为一种更便捷、精确度更高、更高效的方法对目前使用的方法进行补充。

2.1.4兼容性原则

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本标准提到的汽车用螺纹连接的扭矩试验及评价方法，适用于汽车产品中通过

钢制螺栓、螺钉、螺柱和螺母等紧固并采用扭矩法拧紧的连接副，充分考虑了汽车

行业里用到的产品，具有普遍适用性。

2.2标准主要技术内容

本标准共分为9章，规定了汽车用螺纹连接的扭矩试验及评价方法，通过试验

方法、试验数据收集与分析，失效模式的判断，讲述如何对连接副的扭矩适合性进

行快速、简单、可靠、即时的验证和反馈。内容包括范围、规范性引用文件、术语

和定义、试验原理、试验要求、试验程序、试验分析、试验评价与试验报告等。

2.3关键技术问题说明

本标准提出的汽车用螺纹连接扭矩试验及评价方法是国内首次提出建立的行业

标准，确定一种简单、高效的螺纹紧固连接系统可靠性的试验探测及评价规范。通

过对不同的实际连接系统拧紧试验方法的研究，规范扭矩试验过程及方法，确定拧

紧过程特征，识别失效模型，并通过数据积累，推荐设计扭矩范围，从而保证连接

副的设计稳健性和精准性，将设计验证手段前移，提升连接副装配质量的可靠性。

2.4标准主要内容的论据

该规范主要技术内容将涵盖用螺纹紧固连接的扭矩试验及评价方法，针对汽车

连接开发过程中的典型、常用、易失效连接，通过不同连接副产品材质、不同螺栓

规格及不同啮合长度等不同连接副类别按照标准的试验方法进行测试，通过连接副

实物拧紧试验的拧紧曲线，获得每组试验的贴合扭矩（푇푠）、屈服扭矩（푇푦）、极

限扭矩（푇푢），并计算连接副扭矩的标准差（휎），进而从连接副稳健性的角度上

考虑推荐拧紧扭矩（푇푡）。机械行业中使用到的类似连接副亦可参照使用。

2.5标准工作基础

本标准由重庆长安汽车汽车股份有限公司提出并获得二十余家单位的大力支持

和响应。其中以长安福特、南京福特、一汽大众、一汽乘用车、上汽通用五菱、上

海汽车、东风汽车、长城汽车、吉利汽车、北京汽车、蔚来汽车、重庆金康等为代

表的汽车主机厂，另有中汽研、中国航天研究院以及涉及紧固件技术咨询、测试、

生产的相关供应商参与。编写组主要起草单位重庆长安汽车汽车股份有限公司具备

完整的紧固件连接产品的开发、设计、检测和验证等综合能力，有专门的螺纹紧固

连接团队开展专项研究及试验团队，目前已开展多次扭矩拧紧试验，对不同转速下

的拧紧特性进行了研究，建立数据库，并形成企业规范。项目开展以来，牵头单位

5

完成试验规划，试验大纲编制，并完成分组试验和数据分析。本标准提出的通过以

规范的试验过程及数据分析方法，输出可靠的拧紧扭矩的方法非常必要，这将填补

国内汽车行业在本领域的技术空白，有利于促进我国自主品牌汽车拧紧技术的提

高。

三、主要试验（或验证）情况分析

3.1试验目的和对象

试验主要是为了确认汽车用典型的螺纹连接对标准内容的适宜性，主要验证对

象为汽车用螺纹紧固连接。

3.2验证内容

螺纹连接扭矩试验失效模式、推荐扭矩的计算方法。

3.3验证过程

2021年7月至2022年3月，起草小组按照标准草案规定的试验条件和试验方

法，联合长安福特、上汽通用五菱、一汽大众、南京福特、上海汽车等车企，选取

整车上的典型应用部位，开展试验验证。

3.3.1典型失效模式及曲线分析

按标准草案规定的试验条件和试验方法开展螺纹连接扭矩试验，结合试验现

象，可总结出典型的失效模式有三种：紧固件失效、被连接件失效、连接基座失

效。试验对应的扭矩-角度曲线如图1-图3所示。

图1紧固件失效典型曲线

6

图2连接基座失效典型曲线

图3被连接件失效典型曲线

3.3.2推荐扭矩的计算方法验证

按标准草案中7.2的方法，处理试验数据及曲线，试验结果见表2。

7

表2螺纹拧紧试验数据分析结果

采用7.2.4的公式计算，得出推荐扭矩，与量产实际应用情况对比发现，实际

应用扭矩基本分布在推荐扭矩范围内，且批量应用未出现装配扭矩相关问题。

考虑到部分试验验证案例没有应用到推荐扭矩的极限值，且推荐扭矩是基于试

验室有限数据分析计算所得，如在实际应用时需要使用到极限扭矩及以上，建议在

批量应用时进行多批次数据收集及曲线分析，结合产品一致性情况修正计算结果，

制定监控措施。

3.4试验验证结论

试验者可按标准规定的试验方法进行完整的试验，以及按试验规定的方法处理

数据；试验结果可以支撑标准中评价方法，试验者可按试验方法确定初步的装配扭

矩。

四、标准中涉及专利的情况

尚无。

五、预期达到的社会效益、对产业发展的作用的情况

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本标准的发布，提供了一种简单、高效的螺纹紧固连接系统可靠性的试验探测

及评价规范。该标准是对《GB/T16823.3紧固件扭矩-夹紧力试验》的研究及

拓展，基于该标准，通过对不同的实际连接系统拧紧试验方法的研究，规范扭矩试

验过程及方法，确定拧紧过程特征，识别失效模型，并通过数据积累，推荐设计扭

矩范围，从而保证连接副的稳健性，提升汽车及零部件装配的可靠性。这将填补国

内汽车行业在本领域的技术空白，有利于促进我国自主品牌汽车拧紧技术的提高。

六、采用国际标准和国外先进标准情况，与国际、国外同类标准水平的对比情况，国内外关键

指标对比分析或与测试的国外样品、样机的相关数据对比情况

本标准是针对实际螺纹紧固连接系统的扭矩试验及评价标准，目前国内外尚未

公开获得关于螺纹紧固连接系统拧紧扭矩试验的国家/行业级标准，本标准与

《GB/T16823.3紧固件扭矩-夹紧力试验》同处一个层级，不同分类的试验

方法。

七、在标准体系中的位置，与现行相关法律、法规、规章及相关标准，特别是强制性标准的协

调性

本标准符合国家有关法律、法规和相关强制性标准的要求，与现行的国家标

准、行业标准相协调。

八、重大分歧意见的处理经过和依据

尚无。

九、标准性质的建议说明

本标准为中国汽车工程学会标准，属于团体标准,供学会会员和社会自愿使用。

十、贯彻标准的要求和措施建议

建议严格按照本标准提出的试验及评价方法对汽车用螺纹连接扭矩适应性的判

定和推荐，对试验人员进行理论学习和操作培训，保证检测方法操作的准确性。

十一、废止现行相关标准的建议

无。

十二、其他应予说明的事项

无。

标准起草工作组

2023年04月24日

（注：具体内容可以结合项目本身撰写，如不涉及的可填写无）

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《汽车用螺纹连接的扭矩试验及评价方法》编制说明

一、工作简况

1.1任务来源

《汽车用螺纹连接的扭矩试验及评价方法》团体标准是由中国汽车工程学会批

准立项。本标准由中国汽车工程学会防腐蚀老化分会提出，重庆长安汽车股份有限

公司、长安福特汽车有限公司、上汽通用五菱汽车股份有限公司、一汽-大众汽车

有限公司、东风汽车集团有限公司、上海汽车集团股份有限公司乘用车分公司、铧

固科技（上海）有限公司、中国第一汽车股份有限公司、长城汽车股份有限公司、

宁波吉利汽车研究开发有限公司、北京汽车研究总院有限公司、重庆赛力斯新能源

汽车设计院、重庆睿蓝汽车研究院有限公司、福特汽车工程研究（南京）有限公

司、上海蔚来汽车有限公司、中汽研汽车检验中心（天津）有限公司、湖南申亿五

金标准件有限公司等单位起草。

1.2编制背景与目标

众所周知，各种机械的许多可靠性问题均源于螺纹紧固的连接，在汽车领域工

程应用上，关于召回的公告中，紧固件占比约12%，这与螺纹紧固连接设计涉及专

业领域广，影响因素多，专项试验探测手段少有一定的关系。

目前，各大车企都将功率提升、使用新型轻量化材料等作为节能减排、增强竞

争优势的重要途径。受此影响，螺纹啮合长度、被连接件结构、内螺纹强度等设计

边界不断下探，这对连接系统的稳健性带来挑战！其中，扭矩设计不合理导致连接

系统失效的问题在研发、生产阶段也时有发生。因此，在螺纹紧固连接系统质量下

探，承受载荷情况不变甚至更为复杂的工程应用需求下，如果我们设计时不能清晰

掌握连接副的承受极限，精准设计合理的拧紧扭矩，在后续环节中可能会出现啮合

失效、相关件破裂等问题，从而导致车辆使用过程中，轻则引起连接系统产生异响，

重则零件松动、脱落，甚至可能会影响车辆功能和行车安全，出现批量质量问题乃

至被召回。

本标准正是探测及评价螺纹连接系统承载能力的一种方法，通过对典型螺纹连

接系统扭矩拧紧特性的研究，建立起通用、简捷的扭矩试验及评价方法，确定拧紧

过程特征，识别失效模型，规范和完善评价项目，并可通过数据收集与分析，推荐

常用设计扭矩范围，从而对连接副的扭矩适合性进行快速、简单、可靠的验证和反

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图2连接基座失效典型曲线

图3被连接件失效典型曲线

3.3.2推荐扭矩的计算方法验证

按标准草案中7.2的方法，处理试验数据及曲线，试验结果见表2。

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167.样品制“7.6.3当图7.6.3当图纸要中铸协已按修改意见修

备纸要求表面粗求表面粗糙度Rz改

糙度Rz＞0＞0时，切割表面

时：切割表面的制作应满足以

的制作应满足下要求

以下各项要

求”删除“各

项”