在螺栓连接的理论分析与工程设计中，经典的扭矩-预紧力模型建立了拧紧力矩（T）与轴向预紧力（F）之间的函数关系，其通式为 T = K × d × F，其中扭矩系数（K）为综合了螺纹几何参数与界面摩擦条件的无量纲因子。该模型的成立严格依赖于系统处于线弹性变形范畴，且螺纹副与支承面的摩擦系数（μ_th 与 μ_n）保持稳态的假设前提。
螺纹副的渐进性屈服过程构成该模型失效的初始诱因。 由于螺纹副固有的载荷分布不均，最大载荷通常集中于螺母支承面的首圈至第三圈啮合螺纹。当轴向预紧力达到螺栓材料保证载荷（Proof Load）的约40%时，应力集中最为严重的首圈螺纹牙根部位其局部应力已率先达到材料的屈服极限，从而萌生初始微观塑性变形。随着预紧力的进一步增加，此塑性变形区将沿螺纹旋合长度方向，自承载最大的螺纹牙向承载较小的后续螺纹牙系统性扩展，形成一个持续演进的塑性区。
当此塑性区在螺纹副中确立并扩展后，系统的能量耗散机制发生根本性转变。此外加机械功（W_input）中，用于驱动材料塑性流动的塑性变形功（W_plastic）占比持续增大，导致在同等拧紧力矩增量下，预紧力的增量效率（ΔF / ΔT）急剧衰减。此时，T 与 F 之间基于线弹性假设的线性关联被彻底破坏。
与此同时，伴随塑性变形发生的界面状态时变效应进一步加剧了模型预测的失准。接触界面在塑性流动下的形貌演变、微观磨损及第三体磨屑的介入，共同导致界面摩擦系数（μ_th 与 μ_n）退化为一个动态变量，而非稳定的材料属性参数。
综上，在螺纹副已进入渐进性屈服的弹塑性变形阶段，摩擦系数的工程角色已从确定性设计参数退化为具有统计意义的参考值。据此估算的预紧力仅为基于群体实验数据的条件期望值，无法精确表征因塑性区扩展进程不同而具有个体差异的真实连接状态。
这一理论认知直接催生并确立了基于位移控制的先进紧固工艺。以扭矩-转角法及屈服点控制法为代表的策略，其核心在于规避对时变摩擦参数及不确定塑性变形能的显式依赖，转而直接控制与螺栓总轴向伸长量（ΔL_total，包含弹性与塑性分量）具有确定几何关系的螺母转角（θ）。研究与实践均表明，此种以位移为控制量的方法，能有效抑制摩擦系数波动与渐进屈服引入的系统误差，从而在弹塑性区间乃至塑性流动阶段，实现预紧力的一致性与可靠性控制。
结论指出：在螺栓连接的弹塑性变形阶段，始于低载荷下的螺纹渐进性屈服与摩擦系数的动态不稳定性，共同导致基于恒定摩擦系数的扭矩-预紧力模型存在本质性的预测偏差。现代高可靠性连接技术由此实现了从传统的“扭矩控制”到更为本质的“位移控制”的技术范式演进，以精确管理螺纹副中的塑性区扩展过程，确保连接的完整性。
Abstract: Loosening of threaded fasteners is a persistent challenge in the mechanical industry. Traditional anti-loosening methods, such as spring washers, double nuts, and thread-locking adhesives, often suffer from insufficient reliability or introduce additional cost and assembly complexity. The Taijing Nut proposes a fundamental solution. Based on the mechanical principle that "bolt pitch inevitably increases during tightening," it features an innovative design where its internal pitch gradually increases from the top downwards. This structure ensures even load distribution across all thread teeth during tightening, thereby eliminating the root causes of plastic deformation and microscopic slip, and achieving true structural anti-loosening. Crucially, the Taijing Nut can be manufactured using conventional processing techniques, adding almost no incremental cost during mass production. This characteristic provides it with both high technical reliability and high economic feasibility, making it a disruptive anti-loosening fastener. This article explains its working principle in accessible language and focuses on analyzing its resulting techno-economic advantages.
