近年来,电网建设进一步推进,其对高强螺栓连接的可靠性提出了更高的要求,高强螺栓的应力分析和无损检测也显得尤为重要。本文结合有限元仿真、断裂力学测试及超声探伤实验,开展了在役高强螺栓的无损探伤研究。利用ANSYS有限元软件分析了高强螺栓应力应变的分布情况,研究了微裂纹对螺牙根部应力分布的影响。结果表明:螺栓受力很不均匀,应力集中现象主要产生于丝杆旋合段的前两扣螺牙的根部;微裂纹会极大地加强螺纹的应力集中,加速附近材料破坏。为研究高强螺栓的断裂力学行为,对调质40Cr钢进行了静载拉伸试验和断裂韧性试验,分析其力学指标并在扫描电镜下观察断口形貌。结果表明:40Cr钢发生连续屈服,屈服强度为1025.5MPa,抗拉强度为1134.5MPa;断裂韧度KIC=108MPa·m1/2,断口形貌呈韧窝、解理台阶及河流花样并存的特征,断裂机制为兼有部分微孔聚合的解理断裂。通过对输电铁塔高强螺栓的工况进行分析,选择了超声无损探伤技术进行在役检测。采用纵波直探头检测不同位置、不同深度的人工裂纹,得出了以螺杆端面原位检测为主、绕边检测为辅、螺帽端面检测视情况补充的检测方法以及经验曲线,能检测出1mm以上的裂纹。在此基础上,研制了螺栓超声探伤辅助装置并总结了裂纹危害等级的评价方法,可操作性和重复性较好。