【技术实现步骤摘要】
一种复合材料螺栓连接结构早期松动评估方法及系统
本专利技术涉及复合材料螺栓连接早期松动监测
，尤其涉及一种复合材料螺栓连接结构早期松动评估方法及系统。
技术介绍
本部分的陈述仅仅是提供了与本专利技术相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。碳纤维增强复合材料因其具有质量轻、强度高、耐腐蚀、耐高温等优良性能，为航空航天、铁路轨道、建筑桥梁、化工设备等领域的轻量化、使用寿命及环境适应性问题提供了可行的解决方案，在现代材料应用体系中占据愈发重要的位置。在复合材料连接结构中，螺栓连接因其易于装拆、承载能力强等优点，已成为工程应用中最为广泛的连接方式。设备在运行过程中，不可避免地承受蠕变、振动、冲击等力学作用，使螺栓连接结构易发生滑移和松动，严重影响设备安全性和可靠性。因此，对复合材料螺栓连接结构开展早期松动监测、诊断及预警，具有极为重要的意义。目前，对于螺栓连接状态检测国内外研究较多，主要包括基于振动特性、声学特性和基于机电阻抗的三种常用技术方法。其中，由于超声波具有成本低、传播距离远等优势，使得利用声学...
【技术保护点】
1.一种复合材料螺栓连接结构早期松动评估方法，其特征在于，包括：/n获取复合材料螺栓连接结构超声波响应的二阶非线性系数及边带非线性系数；/n搭建非线性超声监测系统，对所述非线性超声监测系统进行参数优化实验，确定最佳响应频率及声调制信号参数；/n基于上述实验结果，对不同预紧状态的螺栓连接结构开展非线性超声波检测实验，分别获取一发一收的高频响应信号及两发一收的声调制响应信号；/n对响应信号进行处理分析，提取二阶非线性系数及边带非线性系数，获得螺栓不同预紧状态下的上述两种参数的变化规律，构建基于机器学习算法的回归模型；/n基于所述模型进行复合材料螺栓连接结构早期松动评估。/n
【技术特征摘要】
1.一种复合材料螺栓连接结构早期松动评估方法，其特征在于，包括：
获取复合材料螺栓连接结构超声波响应的二阶非线性系数及边带非线性系数；
搭建非线性超声监测系统，对所述非线性超声监测系统进行参数优化实验，确定最佳响应频率及声调制信号参数；
基于上述实验结果，对不同预紧状态的螺栓连接结构开展非线性超声波检测实验，分别获取一发一收的高频响应信号及两发一收的声调制响应信号；
对响应信号进行处理分析，提取二阶非线性系数及边带非线性系数，获得螺栓不同预紧状态下的上述两种参数的变化规律，构建基于机器学习算法的回归模型；
基于所述模型进行复合材料螺栓连接结构早期松动评估。
2.如权利要求1所述的一种复合材料螺栓连接结构早期松动评估方法，其特征在于，获取复合材料螺栓连接结构超声波响应的二阶非线性系数及边带非线性系数，作为螺栓松动状态评估指标，具体为：
复合材料螺栓连接结构超声波响应的二阶非线性系数具体为：
复合材料螺栓连接结构超声波响应的边带非线性系数具体为：
其中，A1为基波幅值，A2为二次谐波，E(FH±FL)、E(FH±2FL)分别为一阶、二阶调制边带能量值，E(FH)、E(FL)分别为高频基波、高频基波成分的能量值。
3.如权利要求1所述的一种复合材料螺栓连接结构早期松动评估方法，其特征在于，所述非线性超声监测系统，具体包括：
两片碳纤维增强聚合物层压板通过螺栓搭接连接；
在所述螺栓位置的一侧设定位置分别粘贴第一激发压电片和第二激发压电片，另一侧设定位置粘贴一枚接收压电片。
4.如权利要求3所述的一种复合材料螺栓连接结构早期松动评估方法，其特征在于，对所述非线性超声监测系统进行参数优化实验，具体为：
根据复合材料板的强度特性，设置不同的螺栓扭矩，代表螺栓的不同预紧状态；
对于第一激发压电片，选择不同频率范围、幅值大小的扫频信号对不同预紧状态下的复合材料螺栓结构进行激励，获取接收压电片的响应信号；
对于第二激发压电片，选择不同频率、幅值的五峰波信号对不同预紧状态下的复合材料螺栓结构进行激励，获取接收压电片的响应信号；
对上述获取的响应信号进行傅里叶变换，选取对预紧状态变化最为灵敏的幅值及频率范围，作为声调制信号参数。
5.如权利要求1所述的一种复合材料螺栓连接结构早期松动评估方法，其特征在于，对不同预紧状态的螺栓连接结构开展非线性超声波检测实...
【专利技术属性】
技术研发人员：姜明顺，孙玲玉，秦小舒，张法业，张雷，隋青美，贾磊，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：山东;37
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