输电铁塔紧固用8.8级螺栓要求其强度极限大于800 MPa,屈服强度大于640 MPa,40Cr钢因其具有良好的综合力学性能而被用做输电铁塔用紧固螺栓材料。随着我国高压电网覆盖面积的增加,螺栓失效造成的输电铁塔倒塌事故的发生频次增加,人们对输电铁塔上用紧固螺栓的疲劳性能及其服役可靠性给予了高度重视,其装配施加预紧力、螺纹部位疲劳裂纹扩展、应力松弛等问题都直接影响紧固螺栓的服役可靠性。本论文研究工作依托国家电网研发项目,选择40Cr紧固螺栓用钢作为研究对象,开展了不同了预紧力下螺栓材料的疲劳性能的研究;通过不同螺纹位置疲劳裂纹扩展规律研究了不同受力条件下的螺栓材料疲劳裂纹扩展;同时,对于不同预紧应力下螺栓的应力松弛特点开展了相关研究工作,获得如下主要研究结果:通过应力控制的轴向加载疲劳实验,发现当8.8级别螺栓的预紧应力从材料强度极限的10%、30%升至50%时,其疲劳极限由370 MPa降至263 MPa;确定了与预紧力和应力比有关的螺栓疲劳极限（107周次）所对应的有效应力,其值为562.75 MPa。当所施加的有效应力低于此值时,8.8级螺栓不会发生疲劳失效;得到基于8.8级螺栓疲劳极限下有效应力对应的预紧力,并确定了不同应力比下M6和M27螺栓的最大预紧应力和预紧扭距关系曲线。通过有效应力转换关系将光滑试样和预制缺口试样在交变载荷下的应力幅-疲劳寿命曲线转换为有效应力与疲劳寿命的曲线。三点弯曲疲劳裂纹扩展实验结果表明,随着预制缺口距中心距离的增加,疲劳裂纹萌生门槛值增大,疲劳裂纹的偏转角度变大,且裂纹扩展路径变得更为曲折,疲劳裂纹扩展速率降低。缺口靠近中心的样品为疲劳裂纹穿板条束扩展、穿晶断裂,缺口远离中心样品出现疲劳裂纹沿板条束扩展、沿晶断裂和疲劳裂纹分叉现象,裂纹扩展难度加大。缺口试样的疲劳实验结果表明,8.8级螺栓材料40Cr钢的缺口敏感度为0.31。应力松弛实验结果表明,在螺栓应力松弛第一阶段为松弛速率高且持续时间较短,在线性第二阶段其应力松弛速率缓慢,随着预紧应力由强度极限的30%升至64%,经长时间服役后所剩余的预紧应力比例变化不大。在保证螺栓疲劳寿命的前提下,应该尽可能地增大螺栓的预紧力。