如《螺丝为什么会松动》一栏中所述，螺纹紧固件的初期轴向力的低下（松动）很大可能导致螺栓的断裂破坏。
虽然螺栓破坏的原因多种多样，但据说其中 90% 以上都是属于疲劳破坏。
从初期轴向力低下到螺栓疲劳破坏的过程，详见以下“关于螺丝疲劳和疲劳试验”和“作用在螺纹紧固件上的外力与内力的关系”的内容。

关于螺丝疲劳和疲劳试验

疲劳试验指检测材料抗疲劳程度的试验。螺丝的疲劳试验在JIS中定义为螺纹紧固件的疲劳试验（*1）。该螺纹紧固件的疲劳试验会反复实施直到螺栓在各种应力振幅的影响下破环为止。针对此项试验结果制作一个称为S-N线图（曲线）的图表，其中横轴为重复次数（Number）、纵轴为应力振幅（Stress）的对数。当应力振幅低于一定值时，无论重复多少次也不会造成破环，此时曲线某处于水平状态。该曲线变为水平的极限处的应力称为疲劳强度（疲劳极限）。

* 1 JIS B1081（螺丝零件-拉伸疲劳试验-试验方法和结果评估）详细规定了螺丝零件疲劳试验的方法，其中包括用于试验的夹具的形状和尺寸以及数据汇总方法等内容。

* 螺丝紧固技术导航网站（日语版）- 螺丝疲劳试验（视频）。技术视频 | 螺丝紧固技术 Navi (hardlock.co.jp)

作用在螺纹紧固件上的外力与内力的关系

当轴向外力作用于螺纹紧固件（至少两个带通孔的紧固件叠加在一起，螺栓从其中一个孔穿入，从另一个孔穿出的螺栓尖端用螺母拧紧），向螺栓轴部产生拉力（内力），螺栓轴向力增加。表示这种关系的图称为“紧固线图”。

* 什么是紧固线图?
紧固线图(c)是将螺栓的拉伸力与伸长率的关系曲线图(a)和压缩力与收缩率的关系曲线图(b)组合而成的曲线图要固定的构件。
纵轴表示螺栓轴向力的位移和施加在被紧固构件上的压缩力，横轴表示螺栓伸长和被紧固体的收缩位移。

当沿螺栓轴线方向施加使被连接体分离的外力时，一部分外力作用为增加螺栓轴向力（内力），其余外力作用为减小被连接件的压缩力。

因此，当对螺栓反复施加外力时，当螺栓轴向力的增加量低于螺栓疲劳极限，则可以称螺栓不会破环。
相反，当内力超过了螺栓的疲劳极限，那么螺栓就很可能发生疲劳破坏。
* 螺栓的紧固线图

1) 螺纹紧固件的安全状态
螺丝不松动同时维持螺栓初期轴向力（当被连接件不受外力分离时）
内力 < 螺栓疲劳极限
⇒螺栓不会发生疲劳破坏

2) 螺纹紧固件的危险状态
螺丝松动且初期轴向力低下/初期轴向力本身就很低
内力 > 螺栓疲劳极限
⇒螺栓发生疲劳破坏

外力反复作用于螺纹紧固件→螺丝松动，初期轴向力降低→被连接件的压缩力消失→被连接件分离→螺栓的外加载荷（内力）增加→内力超过疲劳极限→螺栓断裂

* 如果被连接件接合面处于分离状态，那么螺栓轴向力将与外力相同，但如果不是分离状态，外力就不会全部施加到螺栓上，而是仅向螺栓施加一部分。这是一个很大的设计优势。

（只计算这一部分内力的系数被称为内力系数，内力=外力×内力系数。）

（只计算这一部分内力的系数被称为内力系数，内力=外力×内力系数。）

我们假设轴向力分阶段降低，并进行了疲劳试验

（假设初期轴向力降低导致内力增加）

 试验螺栓：M16×2.0 强度5.8的热镀锌螺栓
 螺钉估计疲劳极限（疲劳极限相当于50%失效概率）71MPa

条件设置：设置初期预紧力（初期轴力）为屈服应力的70％（280MPa）
将应力振幅逐渐增加至10、20、30、40、50、60MPa并进行试验
➡假设轴向力降低　▲7％　▲14％　▲21％ ▲29％　▲36％　▲43％

实验结果：应力振幅为10MPa，即初期轴向力减少7%时，螺栓不会发生疲劳破坏，但当初期轴向力减少14%以上时，螺栓会发生疲劳破坏。

可以看出，应力振幅值（内力）越大，螺栓因疲劳而破坏的时间越早。即使重复的外力相同，这也是一样的结果。

1. 当螺丝松动时，初期轴向力降低

2. 螺钉虽没有发生松动，但初期轴向力从一开始就偏低的情况有两种。
即使以相同的扭矩拧紧，由于各接触部位的表面粗糙度和拧紧工具的精度不同，一般来讲初期轴向力会有1.4～3倍的变化差异。

结论：为了防止螺栓断裂事故发生，给与一个合适的初期轴向力以及如何防止该轴向力降低很重要。但由于在现实中很难给出一个合适的初期轴向力，因此防止初期轴向力降低的措施是最为重要的。