太陽能支架鋁擠型的螺絲拉拔力：2.6 mm 的鋁壁上，螺絲從 M5 換到 M8 只多兩成

試驗怎麼做

試件是 6063-T6 鋁合金矩形管，斷面 60 × 110 mm、壁厚 2.6 mm，論文說尺寸取自市售光電支架與高樓屋頂安裝的常見做法。 螺絲有兩種：自攻螺絲用自鑽尖直接鑽進管壁、自己成形內螺紋；機械螺絲則先鑽一個等於螺紋小徑的孔，再用手攻攻牙。 兩種都用數位扭力扳手鎖到製造商規定的扭力（論文沒有寫數字），然後沿螺絲軸向拉出，每種組合做 3 件。

兩種壞法

模式 I：鋁壁裡的螺紋被剝掉。螺絲本身沒有可見的損傷，鋁管上成形或攻出的內螺紋被剪斷，孔周圍向外凸起， 到最大荷重時突然失效。論文的解釋是螺絲的剪力強度與剛性遠大於薄鋁壁，損傷就轉到母材。

模式 II：螺絲在頭下拉斷。斷掉的桿部留在管壁裡，鋁面只有輕微變形。 這發生在螺絲的承載能力與咬合螺紋差不多、或比較弱的時候。

哪一種發生，主要看直徑：最細的 3.58 mm 是模式 II，超過約 5 mm 之後都變成模式 I。

八組的拉拔力

一旦進入模式 I，直徑的影響就變小了。7.90 mm 和 4.92 mm 的直徑平方比是 2.58， 拉拔力的比是 8.00 ÷ 6.32 = 1.27，或 8.00 ÷ 6.71 = 1.19，多兩成上下。 這兩個比值是本站算的。原因在模擬裡看得到：剝離應力集中在最先咬合的 2 到 3 圈螺紋，而 2.6 mm 的壁本來就只容得下這麼幾圈。

論文的敏感度分析也指向同一件事：在彈性範圍內，影響最大的兩個變數是鋁的彈性模數（0.44）和管壁厚度（0.40），都是型材的性質； 型材寬度反而是負向因子，因為壁會局部向外撓曲。

正文和表格對不上的地方

論文第 2.3.3 節寫，MS-D5 系列把牙距從 1.1 mm 降到 0.8 mm，拉拔力「明顯上升」，因為細牙在 2.6 mm 壁裡多咬了幾圈。 但表 1 的數字是 1.1 mm 為 6.71 kN、0.8 mm 為 6.32 kN，是下降。兩者有一個寫反了，本站無法從論文判斷是哪一個。 另外表 1 的 SS-D4 標的是 1.3 mm 牙距，表 2 寫成 1.4。

細牙在薄壁裡多咬幾圈，這個推理本身說得通；問題是這組數據沒有支持它。引用這篇論文談牙距時，要看的是表，不是那句話。

對指定螺絲的人

在薄鋁壁上，先看壁，再看螺絲。這組試驗裡，直徑超過約 5 mm 之後，換粗螺絲換來的拉拔力有限， 壁厚與鋁的性質才是主要變數。這是 2.6 mm 的 6063-T6、這幾種螺絲的結果，不是通則； 本站在板太薄，就咬不住螺紋了寫過，加大螺絲有時有用，要依拉出、拉穿與板料變形分別核實。

太細會換一種壞法。3.58 mm 的自攻螺絲在頭下拉斷，荷重只有 4.36 kN。 往細的方向省料，壞的會變成螺絲本身。

要知道是哪一種壞法。模式 I 有比較長的變形段（極限位移多半 1.5 到 2.5 mm 以上）， 模式 II 是線性後突然斷，極限位移多半在 1.5 mm 以下。兩種的對策不同。

這一頁不能下的結論

表上是試驗的極限荷重，不是設計值，本頁沒有套任何安全係數，也沒有把風壓換算成需要幾支螺絲。 結果只屬於 2.6 mm 壁厚的 6063-T6 矩形管與這八種螺絲。安裝扭力論文沒有給數字。 台灣的光電支架相關規範本站沒有讀。

這一篇屬於第 1 步，母材。完整的順序是母材、牙、頭型、驅動、表面處理、文件；至於為什麼順序做反了是重工而不是微調，見指定一顆螺絲。

常見問題

鋁支架上的螺絲換粗一點，拉拔力會增加多少？

依 2026 年 Materials 的試驗（6063-T6 矩形管，壁厚 2.6 mm），直徑約 5 mm 以上時壞的都是鋁壁裡的螺紋；直徑從 4.92 mm 加到 7.90 mm，拉拔力從 6.32 到 6.71 kN 升到 8.00 kN，約多兩成。這只是這一組條件的結果。

鋁型材上的螺絲拉拔，壞的是螺絲還是鋁？

要看相對強弱。同一個試驗裡，3.58 mm 的自攻螺絲在頭下拉斷（4.36 kN），約 5 mm 以上的螺絲則是鋁壁內螺紋被剝掉、螺絲本身無損。論文的敏感度分析顯示鋁的彈性模數與壁厚是主要變數。

薄鋁壁用細牙比較好嗎？

論文正文說細牙拉拔力較高，但它自己的表 1 顯示 4.92 mm 機械螺絲 0.8 mm 牙距是 6.32 kN、1.1 mm 是 6.71 kN，細牙反而較低。兩者對不上，這組數據不能拿來支持細牙比較好。

參考資料

• Zhang 等（2026）—— Tensile Pull-Out Behaviour and Global Sensitivity Analysis of Fastening Screws in Photovoltaic Aluminium Support Structures，Materials 19(14):3070（開放全文，CC BY）
• 板太薄，就咬不住螺紋了 —— DIN 7975 的板厚下限

論文全文經 Europe PMC 取得並讀過，表 1 的數字照原文。直徑平方比與拉拔力比為本站計算。正文與表 1 對牙距的矛盾、表 1 與表 2 對 SS-D4 牙距的不一致，都是本站核對時發現，照實列出。這篇論文由昱拓的論文收集器在 2026-10-02 撈到。