一种螺栓结合面真实接触面积测量装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种螺栓结合面真实接触面积测量装置及方法，包括支撑箱座，支撑箱座上固定有下试件，下试件上通过螺栓连接有上试件，支撑箱座上设有通孔，通孔中设置有若干纳米级光纤位移传感器，所述纳米级光纤位移传感器通过调整组件连接在下试件上，且纳米级光纤位移传感器的顶部穿过下试件连接至下试件和上试件的结合面，纳米级光纤位移传感器的底部通过信号采集系统连接至计算机。本发明专利技术可以利用纳米级光纤位移传感器进行预紧载荷下螺栓结合面真实结合面积测量的试验，也可以同时进行螺栓结合面预变形随预紧载荷变化而变化的试验。

Device and method for measuring true contact area of bolt joint surface

The invention discloses a bolted joint surface contact area measuring apparatus and method, which comprises a supporting box seat, a box seat support fixed specimens, specimens are connected to the specimen through bolts, a supporting box seat is provided with a through hole, the through hole is provided with a plurality of nano optical fiber displacement sensor and the nano optical fiber displacement sensor is connected to the specimen by adjusting the components, and the top of nano fiber optic displacement sensor through the test piece is connected to the specimen and the specimen with surface, nano fiber optic displacement sensor signal acquisition system through the bottom connected to the computer. The invention can preload the bolts with the actual combination of test area measurement by nanometer optical fiber displacement sensor, can also test at the same time as the preload of bolt deformation changes with the pre.

【技术实现步骤摘要】
一种螺栓结合面真实接触面积测量装置及方法
本专利技术属于机械结构结合面
，具体涉及一种基于光纤传感器的螺栓结合面真实接触面积测量装置及方法。
技术介绍
机械系统中各零部件之间，为了便于加工制造、运输以及满足功能方面的要求，一般都不是连续的整体，而是许多零部件按照一定的功能要求组合起来的整机，整机中零部件间不可避免的形成了大量的结合部，结合部包括结合面以及结合面附近两零件的结构，两个零件接触并发生相对变形的表面层部分称为结合面。螺栓连接由于其易于实现预紧力的调整、装夹性能良好、方便拆卸维修和装配，是机床与其它复杂机械中应用最广的一种连接方式。螺栓结合部也是各类机械中最常见、最重要的结合部之一，如数控机床上主轴箱与床身、立柱与底座之间都存在螺栓结合部。螺栓结合部是由多个平面结合部、螺纹结合部以及多个零件组成的复杂结合部，相对于平面结合部在工作过程只受外载荷的作用，螺栓结合部在工作过程中承受的载荷更加复杂，是在受预紧力的状态下再承受多向外载荷作用。在预紧力的作用下，螺栓结合部的接触表面面压分布是不均匀的，接触面积和接触模型对法向接触刚度有着重要影响。无论相互连接的零件表面加工如何精细本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种螺栓结合面真实接触面积测量装置，其特征在于，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)。

【技术特征摘要】
1.一种螺栓结合面真实接触面积测量装置，其特征在于，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)。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装置，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装置，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装置，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)。5.一种基于权利要求1所述装置的螺栓结合面真实接触面积测量方法，其特征在于，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(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：惠烨，李鹏阳，李艳，
申请(专利权)人：陕西科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61