螺栓连接结构具有结构简单、拆卸方便和成本低廉等一系列优点,广泛应用于各类机械结构中。松动是螺栓连接结构在服役过程中常见的失效形式之一。鉴于螺栓连接结构松动试验的重复性差、分散性大,松动机理尚未达成共识。因此,探索螺栓连接结构松动机理和提高连接结构防松性能具有重要的理论意义和工程实用价值。本研究基于疲劳试验机,通过改造试验装置,自主设计了两套实用的螺栓松动试验装置,成功试验模拟了剪切载荷下单/双螺栓连接结构的松动过程。在众多试验参数下开展了单/双螺栓连接结构松动试验,并系统考察了不同润滑状态下单螺栓连接结构在剪切载荷下的松动行为。结合光学显微镜（OM）、扫描电子显微镜（SEM）和电子能谱（EDX）等微观分析结果,揭示了单/双螺栓连接结构在剪切载荷下的松动特征和松动机理。完成的工作和获得的主要结论如下:（一）剪切载荷作用下单螺栓连接结构的松动机理系统考察了剪切载荷幅值、预紧力矩、配合精度、螺栓/螺母材质等因素对单螺栓连接结构松动行为的影响。研究揭示了剪切载荷下单螺栓螺栓连接结构松动机理是接触界面间滑移和螺纹表面微动磨损;研究发现剪切载荷下单螺栓连接结构松动过程呈现3阶段特征;研究结果表明剪切载荷幅值、预紧力矩、配合精度和螺栓/螺母材质等因素对螺栓连接结构松动行为和损伤行为具有重要影响:（1）相同初始预紧力矩下,当载荷幅值较低时（F_e≤6kN）,螺栓连接结构松动过程呈现3阶段特征,即稳定阶段、快速降低阶段和后续的缓慢降低阶段,松动程度随载荷幅值增加呈线性增加趋势,螺纹表面损伤程度随载荷幅值增加而加剧,其磨损机制是磨粒磨损、疲劳磨损和轻微的氧化磨损。当载荷幅值较高时,螺栓连接结构松动过程呈现2阶段特征,即试验初期的稳定阶段,快速下降阶段并完全松动,螺纹表面损伤较为轻微,其磨损机制是磨粒磨损。（2）相同载荷幅值下,螺栓连接结构松动程度随初始预紧力矩增加而降低。当初始预紧力矩较高时,螺栓连接结构松动过程呈现3阶段特征,螺纹表面损伤程度随预紧力矩增加而减轻;当初始预紧力矩较低时,螺栓连接结构完全松动,螺纹表面损伤较为轻微。（3）相同初始预紧力矩下,三种配合精度螺栓连接结构松动过程呈现3阶段特征。配合精度从粗糙级到紧密级,连接结构松动程度依次降低。螺纹表面磨损机制是磨粒磨损和疲劳磨损,其中,紧密配合精度（4h/6H）螺纹表面的微动损伤最轻微。（4）相同初始预紧力矩下,调质钢螺栓/螺母连接结构具有优良的防松性能,不过松动试验数据分散性差;不锈钢螺栓/螺母连接结构因其摩擦系数高而预紧力低,连接结构容易发生松动失效。相同预紧力下,调质钢螺栓/螺母连接结构具有优良的防松性能和可靠性;不锈钢螺栓/螺母连接结构因摩擦系数高,接触界面不易发生相对滑移,螺纹表面微动损伤轻微,连接结构不容易发生松动失效。（二）不同润滑状态下螺栓连接结构的松动行为在两组试验参数下（相同预紧力矩和相同预紧力）,开展了三种典型涂层（PTFE,MoS₂和TiN）的螺栓连接结构在剪切载荷下的松动试验。考察了2种典型润滑脂（MoS₂润滑脂和85%锂基润滑脂）及润滑方式（局部润滑和完全润滑）的螺栓连接结构在剪切载荷下的松动行为。研究结果表明:（1）相同预紧力矩下,PTFE涂层和MoS₂涂层螺栓连接结构因其界面间摩擦系数低,预紧力高,接触界面不容易发生相对滑移,螺纹表面微动损伤轻微,连接结构不容易发生松动,表现出优良的防松性能;反之,采用TiN涂层后,因界面摩擦系数高而预紧力低,连接结构容易发生松动。相同预紧力下,三种涂层处理后的螺栓连接结构均具有防松性能,其中,PTFE涂层最佳,MoS₂涂层次之。TiN涂层螺栓连接结构防松性能增幅不明显,此外,因其摩擦系数过高而不利于预紧。（2）PTFE涂层和MoS₂涂层螺纹表面损伤程度随预紧力矩降低而加剧。预紧力矩较低时,涂层螺纹表面损伤严重,磨损机制是磨粒磨损,疲劳磨损和轻微的氧化磨损,揭示了微动磨损是涂层螺栓连接结构的松动机理之一。（3）螺栓连接结构采用润滑脂（MoS₂润滑脂和锂基润滑脂）时,完全润滑大幅降低螺栓连接结构承受剪切载荷时的门槛值,从而降低螺栓连接结构的防松性能;局部润滑降低门槛值,不利于防松。另一方面,当连接结构承受的剪切载荷较低时（幅值低于门槛值）,局部润滑润滑脂缓解螺纹表面微动磨损,降低连接结构松动程度。（三）单/双螺栓连接结构的松动行为差异分析系统考察了载荷类型和幅值、循环次数、重复拆卸-加载次数和钢丝螺套等因素对双螺栓连接结构松动行为的影响,并归纳总结了单/双螺栓连接结构在剪切载荷下松动行为的共性和差异性。（1）单/双螺栓连接结构的松动特征和松动机理相似,连接结构松动程度和分散性均随载荷幅值增加而加剧。（2）双螺栓连接结构比单螺栓大幅降低连接结构松动程度,然而松动程度分散性差。（3）总结了5个防松措施,为剪切载荷下螺栓或螺栓组的防松提供理论指导。