螺栓连接作为工业中常用的重要连接部件,机械设备的正常运行与螺纹紧固件的可靠性密切相关。因此,螺栓连接结构的松动行为及其防松方法一直是国内外相关学者的研究重点领域之一。目前研究主要集中于横向交变载荷下镀锌/达克罗螺栓连接结构的松动行为和新型螺母的防松性能,而涂层对螺栓连接结构的松动行为及其防松性能影响的相关研究较少。本文重点开展了横向交变载荷下无涂层螺栓/螺母、TiCN/MoS₂复合涂层螺栓/螺母、TiCN/MoS₂复合涂层螺栓/无涂层螺母、DLC涂层螺栓/螺母、TiCN涂层螺栓/MoS₂涂层螺母配合时连接结构的松动行为研究,该研究不仅充实了涂层螺栓连接松动机理的理论体系,且为涂层螺栓在实际工程中的防松应用提供重要理论基础。本论文通过自主研制的螺栓连接结构的松动试验装置,系统开展了横向交变载荷下几种涂层螺栓/螺母配合时连接结构的松动试验。运用微观分析手段观察螺纹表面的损伤形貌,探究螺纹表面磨损区域的损伤机理。基于几种涂层螺栓/螺母配合时的松动行为,揭示了几种涂层螺栓的松动机理。同时,在与无涂层螺栓螺纹根部相同等效应力状态下,讨论了螺纹表面损伤机理在预紧力优化前后的演变,并探讨了涂层螺栓的防松效果在预紧力优化前后的变化。此外,运用有限元方法模拟了螺栓在几种界面摩擦系数下的松动过程,分析了螺纹表面在不同摩擦系数时的滑移幅值和接触应力,并在此基础上进一步讨论了界面的单位面积摩擦耗散能,与试验结果进行对比验证。本论文获得的主要结论如下:（1）螺栓连接的松动行为包含两种松动过程:在松动前期螺栓轴向力呈现快速下降趋势,其原因是连接材料发生塑性变形;在松动后期螺栓轴向力呈现缓慢下降趋势,其原因是螺纹接触界面间发生微动磨损。此外,螺纹不同圈次以及同圈次不同接触位置的损伤程度均不一致,且圈次越大表面损伤越轻微。疲劳磨损、磨粒磨损、粘着磨损是螺栓螺纹表面磨损区域的主要损伤机理。（2）TiCN/MoS₂复合涂层螺栓/螺母、TiCN/MoS₂复合涂层螺栓/无涂层螺母、TiCN涂层螺栓/MoS₂涂层螺母和DLC涂层螺栓/螺母配合时连接结构具有良好的防松性能。同时,TiCN/MoS₂复合涂层、TiCN涂层和DLC涂层具有良好的耐磨性能。（3）在预紧力优化条件下,螺纹表面损伤形貌分析结果表明,螺纹表面的磨损机制与预紧力优化前一致。此外,TiCN/MoS₂复合涂层螺栓/螺母、TiCN/MoS₂复合涂层螺栓/无涂层螺母和DLC涂层螺栓/螺母配合时连接结构的防松性能在预紧力优化条件下得到进一步提高。（4）数值分析结果表明:螺纹表面的相对滑移幅值和接触应力随工作螺纹圈数增加而减小,进而降低了螺纹表面的单位面积摩擦耗散能。此外,螺纹同一圈的单位面积摩擦耗散能在不同的接触位置呈现轻微波动。螺纹表面的相对滑移幅值和接触应力随界面摩擦系数降低而增大,进而增大了螺纹表面的单位面积摩擦耗散能。螺纹表面的相对滑移幅值在预紧力优化后减小,而螺纹表面的接触应力增大。