提升螺栓连接的抗疲劳性能需从材料、设计、工艺及维护等多维度综合优化，具体措施如下：

1. 材料选择与热处理

• 高疲劳强度材料：选用中碳合金钢（如40Cr、35CrMo）或不锈钢（如SUS304），通过调质处理（淬火+高温回火）提升综合力学性能。

• 表面强化处理：采用渗碳、氮化或感应淬火工艺，提高表面硬度和耐磨性，同时形成残余压应力层，抑制裂纹萌生。

2. 结构设计优化

• 减少应力集中：避免螺纹根部锐角，采用圆弧过渡或滚压工艺强化螺纹牙底；螺栓孔边缘设计倒角或沉孔。

• 控制刚度匹配：被连接件刚度应低于螺栓刚度，确保载荷主要由螺栓承担，避免因被连接件变形导致预紧力损失。

3. 预紧力精准控制

• 扭矩法+转角法：结合扭矩系数和转角控制预紧力，减少摩擦系数波动的影响（如使用润滑剂降低螺纹摩擦）。

• 液压拉伸器：对高精度要求场景（如航空发动机），采用液压拉伸预紧，确保轴向预紧力均匀分布。

4. 表面处理与润滑

• 喷丸强化：对螺栓头下部位和螺纹进行喷丸处理，引入残余压应力，提升疲劳极限（可提高30%~50%）。

• 涂层选择：使用二硫化钼（MoS₂）或聚四氟乙烯（PTFE）润滑涂层，减少螺纹间摩擦，降低应力幅。

5. 螺纹参数优化

• 细牙螺纹：相同公称直径下，细牙螺纹螺距更小，牙根厚度更大，抗疲劳性能优于粗牙螺纹。

• 滚压螺纹工艺：相比切削螺纹，滚压工艺金属纤维连续，表面粗糙度低，疲劳强度提升20%~40%。

6. 环境与维护

• 防腐蚀措施：采用达克罗涂层或电镀锌镍合金，避免腐蚀导致的应力腐蚀开裂（SCC）。

• 定期检查：通过超声波或磁粉探伤检测早期裂纹，对动态载荷场景（如振动工况）实施预紧力复拧。

7. 创新连接技术

• 高锁螺栓：采用干涉配合或弹性锁紧环结构，通过过盈量产生径向压应力，抑制微动磨损。

• 复合材料连接：针对碳纤维复合材料，使用钛合金螺栓配合柔性衬套，缓解层间应力集中。

实施案例：

在汽车底盘悬架系统中，采用10.9级滚压细牙螺栓（M12×1.5），经喷丸强化后表面残余压应力达-800MPa，配合液压预紧工艺，实测疲劳寿命从10⁵次提升至2×10⁶次（应力幅120MPa）。