The invention belongs to the technical field of joint surface pressure detection of connectors, and provides a method for detecting the surface pressure of bolt fastening joint based on FBG sensor, which transforms the joint surface pressure into the strain of FBG sensor: determining the size and location of the buried slot of FBG sensor based on the strain transfer theory of embedded FBG sensor; and determining the joint surface measurement based on the pressure distribution theory of single bolt joint surface. The pressure of the point position, the real-time corresponding strain and pressure value are calibrated to realize the precise detection of the joint surface pressure. According to the above method, the size and location of the buried groove of FBG sensor can be determined to ensure the reliability and accuracy of strain information. By synthesizing the determination of joint pressure, the accurate strain-joint pressure curve can be obtained, which provides a practical and feasible method for studying the joint pressure of bolt connection.
【技术实现步骤摘要】
一种基于FBG传感器的螺栓紧固结合面面压检测方法
本专利技术属于连接件结合面压力检测
,具体的为一种通过FBG传感器检测结合面应变来间接反应结合面压力的一种方法。
技术介绍
在进行工程重大装备零部件组装以及高精密零件装配时,常用到螺栓连接,但是一直以来螺栓预紧力以及连接结合面压力都难以精确控制,结合面上压力控制不准确以及安装后结合面压力分布不均匀,都会严重影响连接的刚度及设备的整体性能,在重大装备装配中,如航空发动机中的高压、低压涡轮轴,高压压气机盘鼓等零件中存在大量的螺栓连接,精确控制连接面压力大小以及分布均匀性可以有效提高设备性能。因此,在这些重大装备装配中,获得一种测量准确可靠、能够用于实际的结合面压力检测方法就显得尤为重要。随着高端装备的发展及日益的精量化,实现对结合面参数的准确检测尤为迫切,不仅要求掌握压力的分布规律更要实现压力大小的精准检测。目前,在螺栓连接中已有超声检测法、薄膜法等结合螺栓连接理论模型进行结合面压力的检测与分析,超声检测法能够实现对结合面接触面积、压力分布等参数直接进行无损检测,但是易受噪声等因素的影响,而且检测精度低严重限制了这种方法的应用;采用薄膜传感器法可以实时检测结合面压力,但是很难应用于实际情况,薄膜传感器无法取出,而且可能对连接产生影响,无法进行标定,以上方法均存在各自应用中的局限性。本专利技术针对以上检测手段的弊端,提出了一种新型可靠的检测结合面压力的方法,由于超声检测容易受外界因素的干扰导致检测精度低,而噪声等外界因素对FBG传感器的检测影响很小,而且其直接检测应变量大小,精度较高,很大程度提高了检测精度 ...
【技术保护点】
1.一种基于FBG传感器的螺栓紧固结合面面压检测方法,将螺栓紧固结合面面压转化为FBG传感器的应变:基于埋入式FBG传感器的应变传递理论确定FBG传感器埋设槽尺寸及位置;基于单螺栓连接结合面压力分布理论确定结合面测点位置的压力,实时对应应变及压力值完成标定,实现结合面面压的精准检测,其特征在于,具体设计方法如下:(1)FBG传感器埋设槽尺寸的确定根据FBG传感器的平均应变传递率,再结合实际光纤封装工艺及加工工艺,最终确定FBG传感器埋设槽尺寸;FBG传感器的平均应变传递率为:
【技术特征摘要】
1.一种基于FBG传感器的螺栓紧固结合面面压检测方法,将螺栓紧固结合面面压转化为FBG传感器的应变:基于埋入式FBG传感器的应变传递理论确定FBG传感器埋设槽尺寸及位置;基于单螺栓连接结合面压力分布理论确定结合面测点位置的压力,实时对应应变及压力值完成标定,实现结合面面压的精准检测,其特征在于,具体设计方法如下:(1)FBG传感器埋设槽尺寸的确定根据FBG传感器的平均应变传递率,再结合实际光纤封装工艺及加工工艺,最终确定FBG传感器埋设槽尺寸;FBG传感器的平均应变传递率为:其中:D是埋设槽宽度,H是埋设槽高度,H=D;Gc是胶体剪切模量;rg是裸光纤半径;Eg是光纤弹性模量;rm-rg是光纤与基体之间胶体厚度;L是FBG传感器粘贴长度的一半;当FBG传感器的粘贴长度一定时,参数k的影响因素即确定FBG传感器的平均应变传递率,以接近1为目标确定参数,以实际加工精度和光纤封装工艺为前提,即确定FBG传感器埋设槽尺寸;(2)FBG传感器埋设槽位置的确定以FBG传感器的临界粘贴长度和单螺栓连接固结...
【专利技术属性】
技术研发人员:孙清超,李小冬,林清源,穆晓凯,
申请(专利权)人:大连理工大学,
类型:发明
国别省市:辽宁,21
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