一种基于机电阻抗的法兰螺栓松动检测方法技术

本发明专利技术公开了一种基于机电阻抗的法兰螺栓松动检测方法，包括如下步骤：贴片与连接、寻找检测频段、对损伤状态标定、获取实际损伤曲线、数据分析。本发明专利技术利用螺栓松动会引起结构连接刚度下降，而机电阻抗值受该区域的结构刚度影响，因此通过监测压电片阻抗值的变化来识别螺栓的松动状态。为法兰结构的检修工作提供了一种新型的螺栓松动检测方法。

【技术实现步骤摘要】
一种基于机电阻抗的法兰螺栓松动检测方法
本专利技术涉及一种无损检测方法，尤其是一种基于机电阻抗的法兰紧固螺栓松动的无损检测方法。
技术介绍
螺栓连接具有连接可靠、可反复使用等特点，因此被广泛应用于各种机械结构的连接中，尤其以法兰连接为主。然而在螺栓的使用过程中，会受到横向振动、温度变化等环境因素的影响，从而引起螺栓松动，这样不仅会使连接结构失效，更严重的可能造成安全事故。因此，这一研究领域收到了许多学者的关注。目前，针对螺栓松动的检测技术主要有以下几种：(1)基于振动信号的测量方法；(2)基于视觉的测量方法；(3)基于机电阻抗的测量方法。其中振动信号通过激励被测件，并提取响应信号进行分析，获取系统模态对松动状态进行识别，是目前较为常见的检测方法。但是对于复杂结构或连接刚度较大的结构来说，整体的模态特性对螺栓松动并不敏感，因此无法准确识别到螺栓的松动。基于视觉的检测方法通过识别螺栓头部转角来实现检测，然而螺栓松动早期的表现形式是微观滑移，并没有明显的头部旋转，因此这一方法只适用于宏观检测。机电阻抗法主要是基于机电耦合效应，由于螺栓松动会引本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于机电阻抗的法兰螺栓松动检测方法，其特征在于，包括如下步骤：/n步骤1、在待检测试件正面均匀安装压电陶瓷片，压电陶瓷片胶接安装在每两颗螺栓中间位置的法兰表面；并将待检测试件平稳放置在平坦面上；选取待检测试件上的一个压电陶瓷片作为标定压电陶瓷片，连接阻抗分析仪至该压电陶瓷片；/n步骤2、寻找待检测试件的合适检测频段/n(1)定义标定压电陶瓷片旁的两颗螺栓为近场螺栓，将两颗近场螺栓拧至预期预紧力，其余螺栓仍保持松开状态；/n(2)定义分布在两颗近场螺栓左右两侧的螺栓为该标定压电陶瓷片对应的远场螺栓，将两颗远场螺栓分工况拧紧，共分为5种工况，工况1是远场螺栓完全松开；工况2是远场螺栓拧至预...

【技术特征摘要】
1.一种基于机电阻抗的法兰螺栓松动检测方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1、在待检测试件正面均匀安装压电陶瓷片，压电陶瓷片胶接安装在每两颗螺栓中间位置的法兰表面；并将待检测试件平稳放置在平坦面上；选取待检测试件上的一个压电陶瓷片作为标定压电陶瓷片，连接阻抗分析仪至该压电陶瓷片；
步骤2、寻找待检测试件的合适检测频段
(1)定义标定压电陶瓷片旁的两颗螺栓为近场螺栓，将两颗近场螺栓拧至预期预紧力，其余螺栓仍保持松开状态；
(2)定义分布在两颗近场螺栓左右两侧的螺栓为该标定压电陶瓷片对应的远场螺栓，将两颗远场螺栓分工况拧紧，共分为5种工况，工况1是远场螺栓完全松开；工况2是远场螺栓拧至预期预紧力的四分之一；工况3是远场螺栓拧至预期预紧力的二分之一；工况4是远场螺栓拧至预期预紧力的四分之三；工况5是远场螺栓拧至预期预紧力；每次拧紧后，对标定压电陶瓷片从低到高选择频段进行扫频，选择的频段应分布均匀，并且至少包含一个明显阻抗峰值，频率最高至5MHz，最后将扫描结果保存；
(3)将扫描结果进行处理，实现从低到高对比各个频段下不同工况的阻抗曲线，直到发现某一频段下远场螺栓的松动状态对标定压电陶瓷片的阻抗曲线无任何影响，认为在这一频段下压电陶瓷片对待检测试件的监测范围只包括近场螺栓，因此在该频段下进行法兰螺栓松动的检测，并将该阻抗曲线保存，标记为...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙清超，王琳涛，丁杰城，袁博，王新煦，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21