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专利号: 2021102808840
申请人: 青海大学
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:2023-12-11
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种螺纹连接部位贴合预紧力的测量方法,其特征在于:包括以下步骤:

1)将工具螺栓置于螺栓加载位进行加载,并通过工具螺栓中的激光位移传感器获取实时距离数据Li,同时通过加载设备中的传感器获取实时转角数据αi和扭矩数据Ti;

其中,i为传感器的采样序列,i=1,2,3…;i的初始数值为1;

2)当监测到贴合点时,计算贴合点预紧力,计算公式为:Fb=K2×(Lb‑L0)

其中,b为贴合点对应的采样序列;K2为工具螺栓的刚度;L0为激光位移传感器的初始距离数据。

2.根据权利要求1所述的螺纹连接部位贴合预紧力的测量方法,其特征在于:所述工具螺栓上设置有深孔,所述激光位移传感器设置于深孔的开口处。

3.根据权利要求1所述的螺纹连接部位贴合预紧力的测量方法,其特征在于:所述工具螺栓的制作方法为:

在同一批次的螺栓中,随机选取一个螺栓作为工具螺栓,沿工具螺栓的轴向方向打孔,形成深孔,并在深孔的开口处安装激光位移传感器,获得初始距离数据L0。

4.根据权利要求1所述的螺纹连接部位贴合预紧力的测量方法,其特征在于:在测量得到螺纹连接部位的贴合预紧力之后,再用螺栓预紧力加载方法对工作螺栓进行加载,该螺栓预紧力加载方法包括以下步骤:。

S1、获取加载转角Δα,计算公式为:其中,Ft为目标预紧力;K1为实际加载时,实际加载曲线上线性段的斜率;

S2、将工作螺栓置于螺栓加载位进行加载,并实时监测获得贴合点,获取贴合点对应的转角A1;

S3、在转角A1的基础上,使工作螺栓转动Δα度,拧紧螺栓,完成加载。

5.根据权利要求4所述的螺纹连接部位贴合预紧力的测量方法,其特征在于:所述斜率K1的计算公式为:

其中,Km为被连接件的刚度,Kb为加载时使用的螺栓的刚度。

6.根据权利要求5所述的螺纹连接部位贴合预紧力的测量方法,其特征在于:在计算得到螺纹连接部位的贴合预紧力之前或对工作螺栓加载转角Δα之前,先用贴合点的获取方法定位贴合点,所述贴合点的获取方法,包括以下步骤:S11、加载工作螺栓,并利用传感器实时采集加载过程中的转角数据和扭矩数据,获得αi和Ti;

其中,i为传感器的采样序列,i=1,2,3…;i的初始数值为1;

S12、当i=d时,对采集到的数据进行线性拟合,并获得拟合的一次函数T=linear(i);

其中d为预设的数据样本数量;

S13、对获得的一次函数的线性拟合优度进行评价,该评价指标为每个数据点到拟合的一次函数的距离的平方,再求和,即:并记录评价的函数值;

其中,n=i‑d+1;

S14、令i+1后,从i+1开始向前取d个连续的数据进行线性拟合,获得一次函数T=linear(i+1)后,再重复S13;

S15、对函数值进行判断,判断条件为:cost(i‑1)>cost(i)>1;

S16、若S15中的条件不成立,表明未监测到贴合点,则重复步骤S14和S15;

S17、若S15中的条件成立,表明监测到贴合点,则输出最终结果:贴合点处的转角即为αi‑1。

7.根据权利要求6所述的螺栓预紧力的加载方法,其特征在于:对S11中采集到的数据进行重构,按等角度Δβ序列对扭矩数据和转角数据进行插值与排列,得到αx和Tx,此时X为重构后的数据序列,然后再进行步骤S12‑S18。

8.根据权利要求6所述的螺栓预紧力的加载方法,其特征在于:对S11中采集到的数据进行滤波处理。