随着我国制造业的迅猛发展,紧固件的重要性逐渐得到重视。本文针对紧固件在工程中最常见的横向振动松脱失效进行研究,分别建立了紧固件在拧紧过程与横向振动过程的力学模型。在拧紧过程的研究中,在前人圆头螺栓研究的基础上,对其扭矩系数的精确计算进行了完善,同时推导出六角头螺栓与圆头方径螺栓的扭矩系数,并通过拧紧实验进行验证,结果吻合较好。在横向振动的研究中,在前人考虑静载局部滑移研究螺栓临界横向力的基础上,结合扭矩滑移对临界横向力的影响,同时考虑动载荷与预紧力衰减的影响,给出了较为全面的螺栓横向力的理论计算方法。在实验阶段,针对螺栓与被夹紧件材料参数的获取,给出了一种基于多阶固有频率的无损测量方法,可避免对试件的破坏。在后续的横向振动实验中,测定了临界横向力,对理论计算方法进行了验证,可为紧固件的设计提供理论基础。全文将分为四部分进行研究:首先全面总结紧固件的研究意义与当前的研究现状,指出本文的研究主要内容及方向。其次介绍紧固件的机械规格及力学原理,以此力学原理为基础为后文建立的力学模型作为铺垫。再次对紧固件的拧紧过程进行理论研究,建立了不同端面形状螺栓扭矩与预紧力的精确力学模型,并对此力学模型进行实验验证。研究发现,对于相同尺寸的圆头螺栓,圆环端面螺栓的扭矩系数大于圆头方径螺栓的扭矩系数;对于相同尺寸的六角头螺栓,圆环端面螺栓的扭矩系数大于六角端面的扭矩系数。最后对紧固件的横向振动过程进行理论研究,综合考虑影响松动临界横向力的多种因素,给出临界横向力的计算方法,并对该方法中的力学模型进行实验验证。研究发现,预紧力、摩擦系数、牙测角、振动次数,螺距与螺栓尺寸是影响螺栓防松效果的主要因素,而夹持长度、振动频率与振幅对防松效果影响较小。