说到闪电，几乎每个人都知道。因为闪电已经进入成千上万的家庭，并且与我们的生活密切相关。从飞机、轮船到手机和手表，几乎所有东西都有螺栓的位置。

然而，恐怕没有多少人知道更多的“智能”智能螺栓。今天，让我们来谈谈这个话题。

小螺栓被称为“工业大米”(图片来源:大号兔子)

小螺栓上“智能快车”

最近，沈阳飞机设计研究院王建枝研制的智能螺栓引起了国内外的广泛关注。

智能螺栓的发明者——王建枝(网络图)

王建枝，80后的高级工程师。他是怎么给小螺栓“情报”的？中央电视台财经频道播出了一篇名为“中国神器走向海外:J-15的“黑色技术”的特别报道，详细介绍了智能螺栓发明的背景。

生活中到处都是螺栓(见水印的来源)

也许你会说螺栓是我们生活中的小玩意。作为一个紧固件，无论它被拧在哪里，它都会努力工作，并且保持未知...那不是很好吗？让螺栓变得更“聪明”和更聪明。它会听吗？

各种规格的螺栓(网络图)

让我们来看看什么是智能螺栓。智能螺栓是赋予螺栓传感功能的螺栓。具体来说，智能螺栓在螺栓上增加了传感器，因此它可以主动感知负载的具体值。

智能螺栓外观(网络图)

从外观上看，智能螺栓没有什么特别，但螺栓上有一个直径为1毫米的小孔。智能螺栓的核心秘密隐藏在这个小洞里，这个小洞原本包含一种叫做光栅传感器的高科技设备。

智能螺栓上的细光纤(网络图)

你看，从它引出的微小光纤被连接到监测仪器上，然后螺栓就可以主动感应负载力的大小，并且可以对自己的状态进行实时在线监测。如果螺栓有松动或断裂的迹象，系统会及时给出预警。

螺栓的智能化也是对螺栓的挑战。由于工作人员可以实时掌握螺栓的使用情况，所以“无输出工作”的螺栓不能再“混”了，“大马拉小车”的螺栓也要调整到自己的岗位上...

国产大型飞机数字化装配线(网络图)

当小螺栓如此不显眼时，科学家如何注意它们？

为什么小螺栓会引起注意？

这个小螺栓看起来并不奇怪，但是这个工作非常特别。小螺栓在飞机或汽车的集成中起着重要的作用。试想一下，没有小螺栓的连接，大量的零件能组装在一起吗？

但这样一来，问题就出现了。人们自然会担心，栓接飞机或汽车的性能可靠吗？这确实是一个关系到人民生命安全的大问题。

几千年来，人类在这方面吸取了深刻的教训。在航空、航天、航海、建筑、桥梁、电力、交通等领域，由螺栓松动或疲劳引起的事故数不胜数，从而造成不可估量的生命和财产损失。

2007年8月20日，“中国航空”的一架波音73800飞机在冲绳那霸机场着陆后起火爆炸。根据调查结果，火灾是由一个穿过油箱的松动螺钉引起的，该螺钉引起强烈爆炸并烧焦了机身。幸运的是，机上所有165名乘客和机组人员都已安全撤离。

台湾各大报纸都在头版报道了“中国航空”飞机爆炸事件(见水印来源)

毕竟，生命是一个生命的问题，即使是小螺栓也不能低估。如果螺栓的使用状态能够被实时监控，那么类似的事故能在很大程度上避免吗？

智能螺栓“检查”安全性。

几乎每个家庭都有一个简单的工具，比如扳手，当一个螺栓松开时，它就被拧紧了。小型固定物体没有什么问题，但它可能不适合高速旋转或移动的机器。

国产大型飞机C919(网络图)

以飞机为例。对于一些重要部件，如机身和机翼，如果螺栓不能承受实际载荷，或者螺栓达到金属疲劳期……那么整个飞机的安全将受到威胁。

什么，金属也会累吗？答案是肯定的。事实证明，金属在长时间反复受压后也会疲劳(见“为什么看似坚硬的金属会疲劳？”).

那么，疲劳后金属的性能如何？金属疲劳后，其承受载荷的能力大大降低。与没有疲劳的金属相比，疲劳金属即使在比正常情况小得多的应力下也可能断裂。

金属疲劳一直被认为是飞机事故的原因之一。由于金属疲劳损伤具有时间上的突发性、位置上的局部性以及对环境和缺陷的敏感性，因此不容易被及时发现。智能螺栓可以主动感知螺栓内部各种应力载荷的数据，并反馈给工作人员。使工人随时了解螺栓的使用情况，从而为螺栓的维护和更换提供科学依据，使提前消除隐患成为可能。

螺栓无处不在，安全是宝贵的！让智能螺栓成为安全的“看门人”是高端制造业的一个新亮点。据报道，智能螺栓在民生领域的应用市场非常大，仅在电力、船舶、建筑、高铁等基础行业的市场份额就约为25亿元。

智能螺栓在高速列车中也很有用(网络图)

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参考

[1]辽宁日报国兴。“沈阳飞机设计研究院的“黑色技术”转化为市场智能螺栓“螺丝十亿元的民用市场”，东北新闻网，2017年12月8日。

[2]澎湃新闻(上海)。“歼15成功登陆辽宁舰5周年:媒体揭示“完美登陆”的黑色技术”，网易新闻，2017年11月23日。

[3]半小时经济。《中国神器走向海外:J-15的“黑色技术”，央视网，201121。

[4]祁进，大型飞机。金属疲劳力学的诞生。中国经济网，2015年7月24日。

[5]王言彬科技日报。“小螺栓，为什么中国高端设备几乎100%进口”，东方网，201101。