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专利号: 2017104480675
申请人: 陕西科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-02-26
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种螺栓结合面真实接触面积测量方法,其特征在于,采用螺栓结合面真实接触面积测量装置,包括支撑箱座(1),支撑箱座(1)上固定有下试件(2),下试件(2)上通过螺栓(4)连接有上试件(3),支撑箱座(1)上设有通孔,通孔中设置有若干纳米级光纤位移传感器(5),所述纳米级光纤位移传感器(5)通过调整组件连接在下试件(2)上,且纳米级光纤位移传感器(5)的顶部穿过下试件(2)连接至下试件(2)和上试件(3)的结合面(10),纳米级光纤位移传感器(5)的底部通过信号采集系统(11)连接至计算机(12);

所述螺栓结合面真实接触面积测量方法包括以下步骤:

步骤一:通过调整组件将纳米级光纤位移传感器(5)调至测量量程范围内;

步骤二:通过紧螺栓(4)至预定的预紧载荷,在拧紧过程中,下试件(2)静止,上试件(3)在螺栓(4)的作用下向下压紧下试件(2),结合面(10)间的微凸体发生变形开始接触;随着载荷的增大,上试件(3)和下试件(2)结合面间的接触区域内微凸体变形增大,接触区域内间隙减小直至间隙为零,纳米级光纤位移传感器(5)获取的位移量也逐渐减小至零;加载过程中通过信号采集系统(11)将各个纳米级光纤位移传感器(5)的数据采集并传输至计算机(12),即获取加载过程中不同预紧载荷下结合面的位移值,从而获取结合面的接触刚度;

步骤三:当达到预紧载荷值,接触区域的纳米级光纤位移传感器(5)接收光量为零,非接触区域由于上下结合面间有间隙,纳米级光纤位移传感器(5)接收光量不为零,即位移值不为零,以螺栓(4)的轴线与结合面(10)的交点为螺栓中心,距离螺栓中心最近的且还有位移值输出的纳米级光纤位移传感器(5)的中心位置,即为螺栓结合面开始出现非接触区域的位置,由螺栓中心到此位置即为接触区域半径,即可求出在该预紧载荷下的螺栓结合面真实接触面积;

步骤四:重复上述步骤一至步骤三并改变预紧载荷,即获得不同预紧载荷下螺栓结合面的真实接触面积。

2.根据权利要求1所述的一种螺栓结合面真实接触面积测量方法,其特征在于,所述的调整组件包括外套筒(7),外套筒(7)上部活动连接有固定螺套(6),固定螺套(6)与下试件(2)固定连接,外套筒(7)中设有内套筒(9),且内套筒(9)上部穿插设置在固定螺套(6)中,纳米级光纤位移传感器(5)穿插设在内套筒(9)中。

3.根据权利要求2所述的一种螺栓结合面真实接触面积测量方法,其特征在于,外套筒(7)上部设有内螺纹,固定螺套(6)下部设有外螺纹,外套筒(7)和固定螺套(6)通过螺纹连接。

4.根据权利要求2所述的一种螺栓结合面真实接触面积测量方法,其特征在于,内套筒(9)的下部直径大于上部直径,内套筒(9)的下部和上部之间形成平台,固定螺套(6)的底部和平台之间设有弹簧(8)。

5.根据权利要求4所述的一种螺栓结合面真实接触面积测量方法,其特征在于,通过调整组件将纳米级光纤位移传感器(5)调至测量量程范围内具体为:通过调整外套筒(7)和固定螺套(6)之间的距离,使其压紧弹簧(8),通过弹簧(8)带动内套筒(9),进而通过内套筒(9)带动纳米级光纤位移传感器(5),将纳米级光纤位移传感器(5)微调至测量量程范围内。