通过以螺栓螺帽连接2个零件时的力的平衡，可以判断紧固状态是否可靠、连接是否松动、螺栓是否破损等情况。下面进行基本讲解。

（1）螺栓/螺帽拧紧时力的平衡

（a）以螺栓螺帽连接2个零件时，螺栓自身会承受拉伸力（轴力），而2个被连接体则受到相同力度的压缩力作用。这种状态下，连接部会形成力的平衡（【图1】）。

（b）中所述的状态可以通过【图2】所示的图形来表示，其中纵轴表示轴力，横轴表示螺栓伸长量及被连接体的压缩量。

（c）【图2】中两个图的轴力相等，将两个图背靠背放在一起，则合成了【图3】所示的图形，该图形叫做“紧固线图”。

（d）根据【图3】、
tanθ B ＝ 轴力÷螺栓伸长量＝ F÷△B ＝ 螺栓的弹簧常数（KB）
tanθ C ＝ 轴力÷被连接体的伸长量＝ F÷△C ＝ 被连接体的弹簧常数（KC）
　因此,
　　螺栓的伸长量△ B＝ F÷KB ＝ F/ KB・・・（1）
　　被连接体的伸长量△ C ＝ F÷KC＝F/ KC・・・（2）
 （e）【图3】以式（1）、（2）来表示，得到【图4】。这种情况下，如果在弹性变形范围内紧固，则【图4】中的三角形FBC始终相似。因此，轴力和（螺栓与被连接体的变形量总和）之比会始终保持恒定，该比率被称作“疲劳系数：Z”或“紧固体整体的弹簧常数”
 

疲劳系数：Z＝轴力÷螺栓和被连接体的变形量总和

　＝F÷F（KB＋KC）/ KB・KC ＝ KB・KC /（KB＋KC）