《汽车用螺纹连接的扭矩试验及评价方法编制说明》

《汽车用螺纹连接的扭矩试验及评价方法》

（报批稿）

编制说明

一、工作简况

1.1任务来源

本项目由中国汽车工程学会防腐蚀老化分会提出，经由中国汽车工程学会批准

立项，并列入中国汽车工程学会标准2021年研制计划，确定由重庆长安汽车股份

有限公司牵头开展标准编制，标准名称为《汽车用螺纹连接的扭矩试验及评价方

法》，任务书编号为“2021-43”。

1.2项目组成员单位

在本标准的制定过程中，由中国汽车工程学会防腐蚀老化分会先后组织国内多

家主机厂单位组成项目组，并进行了多次研讨，得到了相关单位的支持、协助与配

合，完成了标准的起草和编制。本标准由：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、重庆睿蓝汽车研究院有限公司杭州

分公司、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

亿精密零部件股份有限公司等单位起草。

主要起草人信息如下：

序号单位姓名起草组职务

负责组织、协调和评审会议筹备，主要完成标准的总体架

1重庆长安汽车股份有限公司李小花

构，确认各章节的技术内容并参与各章节的编写

负责标准的总体架构，标准试验方案制定，负责标准总体

2重庆长安汽车股份有限公司宋威

架构及各章节技术内容的编写

配合组织、协调和评审会议筹备，负责标准编制工作统筹

3重庆长安汽车股份有限公司陈静

推进，标准编制说明编写，参与标准各章节内容的编写

4重庆长安汽车股份有限公司黄平负责组织、协调和评审会议筹备，参与标准总体架构编写

5长安福特汽车有限公司王熠昕参与各省调研工作，参与标准总体架构及附录B方案完善

配合筹备评审会议，负责标准修订意见收集，参与标准总

6重庆长安汽车股份有限公司贾晓芳

体架构、试验验证方案完善

3

7重庆长安汽车股份有限公司黎艳负责标准的总体架构拟定，参与标准各章节内容修改完善

参与各省调研工作，提供试验方案及验收数据，参与标准

8上汽通用五菱汽车股份有限公司梁任锦

3、5、6、7章内容修改完善

9重庆长安汽车股份有限公司陈欢欢配合筹备评审会议，参与标准试验验证方案制定及实施

负责标准3、7章编写工作，负责标准的试验方案验证实

10重庆长安汽车股份有限公司乐伟

施

11一汽-大众汽车有限公司白振参与各省调研工作，参与标准第7、8章节内容修订完善

参与各省调研工作，参与标准3、5、6、7章内容修改完

12东风汽车集团有限公司李万江

善

13铧固科技（上海）有限公司易超云配合筹备评审会议，参与标准5、6章内容修改完善

14上海汽车集团股份有限公司乘用车分公司李大维配合筹备评审会议，参与各省调研工作及总体架构方案

15中国第一汽车股份有限公司杨朝阳参与各省调研工作，参与标准3、5、6章内容修改完善

16长城汽车股份有限公司杨晓参与各省调研工作，参与标准3、5章内容修改完善

17宁波吉利汽车研究开发有限公司曹玲玲参与各省调研工作，参与标准6、7、8章内容修改完善

18北京汽车研究总院有限公司杨秋榕参与各省调研工作，参与标准7、8章内容修改完善

19重庆睿蓝汽车研究院有限公司杭州分公司沈燕辉参与各省调研工作，参与标准6章内容修改完善

20中汽研汽车检验中心（天津）有限公司谢宇参与各省调研工作，参与标准5章内容修改完善

21上海蔚来汽车有限公司白云岭参与各省调研工作，参与标准7章内容修改完善

22上海蔚来汽车有限公司王会影参与各省调研工作，参与标准7章内容修改完善

23湖南申亿精密零部件股份有限公司谭锋参与各省调研工作，参与标准7章内容修改完善

24重庆长安汽车股份有限公司黄金成参与标准的评审，为标准内容及试验方案制定提供建议

25重庆长安汽车股份有限公司赵新玲负责标准的试验验证，为标准制定提供数据支持

26重庆长安汽车股份有限公司王福新负责标准的标准化审核，为标准格式提供修改建议

27重庆长安汽车股份有限公司杨文荣参与标准的评审，为标准试验方案制定提供建议

28长安福特汽车有限公司郭政举参与各省调研工作，为标准修订提供修改建议

1.3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

4

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

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。

1.4主要工作过程

1.4.1标准编制主要过程简述

1.4.1.1标准预研阶段

2020年6月，启动标准预研究工作，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。

2020年8月到2020年11月，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。

2020年12月到2021年2月，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。

1.4.1.2标准立项阶段

5

2021年3月，根据调研信息，并结合行业现状进行了标准草案编写工作，再

经由中国汽车工程学会防腐蚀老化分会向行业提出标准立项申请。

2021年4月14日“汽车防腐蚀老化及汽车紧固件系列CSAE标准立项审核

会”以线上会议形式召开，本标准在此会议中进行了立项答辩，会议主要阐述了本

标准起草的目的和意义，并对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方法。经中国汽

车工程学会组织的标准立项审核会讨论、评议，同意启动标准研制工作。

1.4.1.3标准草案阶段

2021年5月，在汽车行业完成标准外部调研及大纲讨论，并完成标准建设工

作组搭建，并完成了标准和试验方案研讨及初步推进计划确定。

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6月23日，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”会议在苏州召开，《汽车用螺纹连接的扭矩试验及评价方法》在本次会

议中通过标准草案评审会议。重庆长安汽车、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。会议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：其中73条建议已采纳，标准参照意见更改，另外23条因和标准

编制意图或要求不一致未采纳。作为标准草案的评审会议，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；

6

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。

1.4.1.4标准起草阶段

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多轮评审工作，完成标准征求意见稿内容确定。因为

疫情原因，标准的外部评审时间有延迟。

1.4.1.5标准征求意见阶段

2022年12月，根据学会要求，组织标准编制组相关单位，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。

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，长安汽

车、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。

会上首先介绍了标准编制的进展情况和跨行业专家团队，并对草案评审现场收集的

39条建议，以及前期参编单位针对征求意见稿的反馈的40条建议分别进行了说

明：其中56条建议已采纳并参考完成标准更改，另外23条建议未采纳。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。

7

2023年4月，完成标准的征求意见稿修改，并于2023年5月提交学会，通过

中国汽车工程学会标准信息平台，面向全社会进行公开征求意见，公开征求意见时

间2023.5.29-2023.6.24，本次征求意见期间，未收到相关修改意见反馈。

1.4.1.6标准送审阶段

2023年6月30日完成标准送审稿修改和提交，并于2023年7月3日，在中

国汽车工程学会、中国汽车工程学会汽车防腐蚀老化分会主办的“2023第七届中

国汽车工程学会紧固与连接发展论坛”会议中，通过标准的送审核审查。

2023年7月3日，“2023第七届中国汽车工程学会紧固与连接发展论坛”会

议在常州召开，会上重庆长安汽车股份有限公司对标准编制的总体工作情况进行了

详细汇报，包括编制过程、主要试验验证情况，前期收集意见的处理情况等进行了

说明。作为标准的终审会议，对标准送审稿的内容进行了逐字逐句的解读。

专家团队对某些技术内容进行充分的讨论，并对结构进行了优化，总会标准负

责人对标准格式和字体行文方面提出了修改意见。

1.全文应严格按照GB/T1.1-2020进行编写和结构排版等；

2.起草单位名称和平台申请名称保持一致，并按照贡献大小排序；

3.“术语和定义”中：删除术语符号，注意英文翻译的格式，“3.6贴合扭

矩”中特殊说明采用注的形式体现，“3.9标准差”应采用标准定义，本

文中的特指采用注的形式体现；

4.“4符号”：符号定义表需增加单位列；

5.“5试验原理”描述不属于试验原因定义，如无试验原理，可删除；

6.修改“6试验要求”部分标题描述，将第“7试验样件”部分调整至第6

章节；

7.附图：图1-图8，图B.1-图B.1格式修改，删除外图框；

8.附录A、附录B、附录C格式修改；

9.编制说明：完善工作简况部分信息，增加编制组成员信息，工作过程分阶

段进行说明，并补充收到建议的处理情况，补充标准编制的参考依据以及

对比情况。

1.4.1.7标准报批阶段

2023年7月，根据送审稿评审会议专家提出的45条建议，完成标准报批稿修

改和提交，并于2023年8月提交中国汽车工程学会，进行标准的报批工作。

8

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。由重庆长安汽车股份有限公司牵头的相关研究验证工作已经稳步开展并取

得一定的成果。

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

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。

2.1.5规范性原则

本标准的在编写过程中按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：

标准化文件的结构和起草规则》、GB/T20001.4－2014《标准编写规则第4部

分：方法标准》等相关标准给出的规则起草。

9

2.2标准主要技术内容

本标准共分为9章，按照《GB/T20001.4-2015标准编写规则第4部分：试

验方法标准》相关的起草规则进行起草。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、试验要求、试验步骤、试验分析与处理、试验结果评价与

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

本标准参考国内外汽车企业的先进标准及经验，并提出针对螺纹紧固连接系统

的试验方法及数据评价规范，与国标GB/T16823.3仅规定紧固件单体试验相比，增

加了螺纹连接副产品实物装配试验验证。与合资企业福特FST-10\ENL-082标准对

比，均有通过试验和数据分析，推荐最大和最小扭矩，但福特标准中无失效模式的

判断方法，本标准增加了识别失效模式方法，并给出了推荐扭矩参考案例详细解析

等，本标准更适用于国内推广应用。

本标准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

10

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

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。

11

图1紧固件失效典型曲线

图2被连接件失效典型曲线

图3连接基座失效典型曲线

3.3.2推荐扭矩的计算方法验证

12

按标准草第7.2规定的试验数据分析与处理方法，处理试验数据及曲线，部分

试验结果见表2。

表2螺纹拧紧试验数据分析结果

采用标准中第8部分给出的推荐扭矩公式，计算得出推荐扭矩的上、下限。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